基于金属有机框架复合材料的制备及质子传导性能研究

发布时间：2023-04-01 10:33

　　为应对当前的能源危机,质子交换膜燃料电池(PEMFC)逐渐成为人们研究的热点,而质子交换膜(PEM)是其核心部件之一。金属有机框架材料(MOFs)因高的比表面积、可调孔径、高的热稳定性和化学稳定性等特点使其在质子传导方面展现出极大的发展潜力。在MOFs中引入客体分子并与聚合物复合,不仅可以提升MOFs的导电能力,更为质子交换膜材料的发展拓宽思路。本论文,将质子载体杂多酸(PMoV_x)、Br?nsted酸(BA=HCl、H₂SO₄、H₃PO₄、CF₃SO₃H)和离子液体(ILs=DETA(Ac)₃、TETA(Ac)₄)通过后浸渍的策略复合到金属有机框架材料MIL-101和MOF-2中;将得到的复合材料PMoV_x@MIL-101、BA@MOF-2和ILs@MOF-2与聚合物PVA/PVP、CS掺杂,制备出一系列的复合膜PMoV_x@MIL-101/PVA...

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【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 燃料电池概述
    1.3 质子交换膜概述
        1.3.1 传统型质子交换膜
        1.3.2 质子传导机理
    1.4 金属有机框架材料概述
        1.4.1 金属有机框架材料的合成方法
        1.4.2 金属有机框架材料在质子传导性能方面的研究
    1.5 本论文选题的意义和主要研究内容
第2章 磷钼钒杂多酸@MIL-101 复合物的制备及质子传导性能研究
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 实验试剂
        2.2.2 实验仪器
        2.2.3 实验过程
        2.2.4 氧化稳定性能测试
        2.2.5 膜吸水率和溶胀率测试
        2.2.6 离子交换容量与质子传导性能测试
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 PMoV_x@MIL-101 复合材料的表征
        2.3.2 PMoV_x@MIL-101/PVA/PVP复合膜材料表征
        2.3.3 氧化稳定性
        2.3.4 膜吸水率和溶胀率
        2.3.5 离子交换容量与质子传导性能
        2.3.6 质子传导机理
    2.4 本章小结
第3章 Br?nsted酸@MOF-2 复合物的制备及质子传导性能研究
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 实验试剂
        3.2.2 实验仪器
        3.2.3 实验过程
        3.2.4 氧化稳定性能测试
        3.2.5 离子交换容量与质子传导性能测试
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 BA@MOF-2 复合材料表征
        3.3.2 BA@MOF-2/CS复合膜材料表征
        3.3.3 氧化稳定性测试
        3.3.4 离子交换容量与质子传导性能测试
        3.3.5 质子传导机理
    3.4 本章小结
第4章 离子液体@MOF-2 复合物的制备及质子传导性能研究
    4.1 引言
    4.2 实验部分
        4.2.1 实验试剂
        4.2.2 实验仪器
        4.2.3 实验过程
        4.2.4 氧化稳定性能测试
        4.2.5 离子交换容量与质子传导性能测试
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 ILs@MOF-2 复合材料表征
        4.3.2 ILs@MOF-2/CS复合膜材料表征
        4.3.3 氧化稳定性测试
        4.3.4 离子交换容量与质子传导性能测试
        4.3.5 质子传导机理
    4.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的学术论文
致谢



本文编号：3776983