王葭翾:多酸基晶态材料的制备及其质子传导性能的研究论文

王葭翾:多酸基晶态材料的制备及其质子传导性能的研究论文

本文主要研究内容

作者王葭翾(2019)在《多酸基晶态材料的制备及其质子传导性能的研究》一文中研究指出:在能源发展日异月新的今天,质子交换膜燃料电池(PEMFC)以启动速度快、工作温度低、能量转化率高而著名。质子交换膜是质子交换膜燃料电池的重要组成部分,膜的传导率决定了电池的性能,因此,发展新型高效的电解质膜是现阶段的主要任务。多金属氧酸盐(多酸),由于具有快速的电荷转移能力和较大的质子容量而被广泛应用于质子传导领域中。经过研究,我们发现Strandberg型多酸尺寸较小,电荷密度较大,能够与金属阳离子形成功能性金属有机化合物。我们将[P2Mo5O23]6-与钴离子配位,并使用胞嘧啶作为结构导向剂,用常温搅拌的方法合成了一种具有一维链状结构的晶态化合物Co1.5(C4H6N3O)3[P2Mo5O23]·8.5H2O,并测试了其质子传导性能,结果显示,在98°C、97%RH下,该晶体的质子传导率为0.362 mS cm-1。分析表明,胞嘧啶中的氮原子可以与水中的氢原子形成氢键,同理,水分子之间也可以形成大量的氢键,从而使其具有质子传导性能。该样品在不同温度区间具有不同的活化能与质子传导机理,通过对比高湿条件下的变温PXRD谱,说明在变温过程中晶体内部结构发生了变化,进而影响其质子传导性能。以多酸为基本结构的开放骨架,具有大量的亲核氧原子和负电荷,可以形成多维开放结构,进而为质子提供有效的传输通道。而镧系金属离子具有多种配位位点,可以灵活的与多酸配位进而形成较大孔径的多孔骨架结构。我们研究了两个基于[MnV13O38]7-阴离子和Ln3+阳离子的无机开放骨架化合物(H[Ln(H2O)4]2[MnV13O38]·9NMP·17H2O(Ln=Ce(1),La(2);NMP=N-methyl-2-pyrrolidone)),在相同的测试条件下,两者的质子传导性能相近,其最高质子传导率分别为4.68 mS cm-1和3.46 mS cm-1(均在61°C、97%RH条件下测得)。研究表明,这两个化合物具有高效质子传导性能的关键在于它们的三维骨架为质子的运输提供了可靠的通道。

Abstract

zai neng yuan fa zhan ri yi yue xin de jin tian ,zhi zi jiao huan mo ran liao dian chi (PEMFC)yi qi dong su du kuai 、gong zuo wen du di 、neng liang zhuai hua lv gao er zhe ming 。zhi zi jiao huan mo shi zhi zi jiao huan mo ran liao dian chi de chong yao zu cheng bu fen ,mo de chuan dao lv jue ding le dian chi de xing neng ,yin ci ,fa zhan xin xing gao xiao de dian jie zhi mo shi xian jie duan de zhu yao ren wu 。duo jin shu yang suan yan (duo suan ),you yu ju you kuai su de dian he zhuai yi neng li he jiao da de zhi zi rong liang er bei an fan ying yong yu zhi zi chuan dao ling yu zhong 。jing guo yan jiu ,wo men fa xian Strandbergxing duo suan che cun jiao xiao ,dian he mi du jiao da ,neng gou yu jin shu yang li zi xing cheng gong neng xing jin shu you ji hua ge wu 。wo men jiang [P2Mo5O23]6-yu gu li zi pei wei ,bing shi yong bao mi ding zuo wei jie gou dao xiang ji ,yong chang wen jiao ban de fang fa ge cheng le yi chong ju you yi wei lian zhuang jie gou de jing tai hua ge wu Co1.5(C4H6N3O)3[P2Mo5O23]·8.5H2O,bing ce shi le ji zhi zi chuan dao xing neng ,jie guo xian shi ,zai 98°C、97%RHxia ,gai jing ti de zhi zi chuan dao lv wei 0.362 mS cm-1。fen xi biao ming ,bao mi ding zhong de dan yuan zi ke yi yu shui zhong de qing yuan zi xing cheng qing jian ,tong li ,shui fen zi zhi jian ye ke yi xing cheng da liang de qing jian ,cong er shi ji ju you zhi zi chuan dao xing neng 。gai yang pin zai bu tong wen du ou jian ju you bu tong de huo hua neng yu zhi zi chuan dao ji li ,tong guo dui bi gao shi tiao jian xia de bian wen PXRDpu ,shui ming zai bian wen guo cheng zhong jing ti nei bu jie gou fa sheng le bian hua ,jin er ying xiang ji zhi zi chuan dao xing neng 。yi duo suan wei ji ben jie gou de kai fang gu jia ,ju you da liang de qin he yang yuan zi he fu dian he ,ke yi xing cheng duo wei kai fang jie gou ,jin er wei zhi zi di gong you xiao de chuan shu tong dao 。er lan ji jin shu li zi ju you duo chong pei wei wei dian ,ke yi ling huo de yu duo suan pei wei jin er xing cheng jiao da kong jing de duo kong gu jia jie gou 。wo men yan jiu le liang ge ji yu [MnV13O38]7-yin li zi he Ln3+yang li zi de mo ji kai fang gu jia hua ge wu (H[Ln(H2O)4]2[MnV13O38]·9NMP·17H2O(Ln=Ce(1),La(2);NMP=N-methyl-2-pyrrolidone)),zai xiang tong de ce shi tiao jian xia ,liang zhe de zhi zi chuan dao xing neng xiang jin ,ji zui gao zhi zi chuan dao lv fen bie wei 4.68 mS cm-1he 3.46 mS cm-1(jun zai 61°C、97%RHtiao jian xia ce de )。yan jiu biao ming ,zhe liang ge hua ge wu ju you gao xiao zhi zi chuan dao xing neng de guan jian zai yu ta men de san wei gu jia wei zhi zi de yun shu di gong le ke kao de tong dao 。

论文参考文献

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  • 论文详细介绍

    论文作者分别是来自东北师范大学的王葭翾,发表于刊物东北师范大学2019-07-08论文,是一篇关于质子传导论文,多金属氧酸盐论文,晶体结构论文,开放骨架论文,一维链论文,东北师范大学2019-07-08论文的文章。本文可供学术参考使用,各位学者可以免费参考阅读下载,文章观点不代表本站观点,资料来自东北师范大学2019-07-08论文网站,若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权,请联系我们删除。

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