【摘 要】
:
质子交换膜燃料电池已成为当前应对能源和环境问题的研究热点,其核心部件质子交换膜发挥着关键作用。为了得到性能优异的质子交换膜材料,可以从质子导体的选择和膜材料改性两方面进行研究。本文中合成了两个羧酸类有机配体,1,4-[3,5-间苯二甲酸]-对苯二甲酰胺(H4L~1)和1,3-[3,5-间苯二甲酸]-间苯二甲酰胺(H4L~2),在此基础上制备了3种金属有机框架(MOFs)和4种金属有机凝胶(MOGs
论文部分内容阅读
质子交换膜燃料电池已成为当前应对能源和环境问题的研究热点,其核心部件质子交换膜发挥着关键作用。为了得到性能优异的质子交换膜材料,可以从质子导体的选择和膜材料改性两方面进行研究。本文中合成了两个羧酸类有机配体,1,4-[3,5-间苯二甲酸]-对苯二甲酰胺(H4L~1)和1,3-[3,5-间苯二甲酸]-间苯二甲酰胺(H4L~2),在此基础上制备了3种金属有机框架(MOFs)和4种金属有机凝胶(MOGs),并通过溶液浇铸法制备了MOGs-复合膜。对获得的MOFs、MOGs和MOGs-复合膜进行了质子传导性能研究和传导机理的探讨。具体研究内容如下:1.羧酸类MOFs的制备。首先合成了两种羧酸类有机配体,H4L~1和H4L~2,然后在溶剂热条件下,通过配体与金属相互作用,制备出3种MOFs。对获得的MOFs进行单晶X-射线衍射、红外、热重以及粉末X-射线衍射(PXRD)表征,并对它们的质子传导性能进行了研究。结果显示,MOF1具有3D多孔框架结构,其质子传导率最大可达6.57×10-3 S·cm-1(98%RH,363 K)。通过结构模拟可知,MOF2具有由氢键连接而成的3D超分子结构。MOF2的最大质子传导率为7.40×10-3 S·cm-1(98%RH,367 K),该值高于很多当前已经发现的MOFs材料。在98%RH和368 K下,MOF3的最大质子传导率达到1.48×10-3 S·cm-1。上述结果表明三种MOFs均为良好的质子传导材料。2.羧酸类MOGs的制备。利用合成的H4L~1和H4L~2与过渡金属制备了4种MOGs,Co-MOG、Cd-MOG、Cu-MOG和Zn-MOG,对它们进行了红外、热重、PXRD等表征,并对它们的质子传导性能进行研究。结果显示,在98%RH下,Co-MOG和Cd-MOG的最大质子传导率分别为1.35×10-3S·cm-1(368 K)和1.05×10-3S·cm-1(358 K),它们的活化能值分别是0.09 e V和0.23 e V,说明二者的质子传导都服从Grotthuss机理。而Cu-MOG和Zn-MOG的最大质子传导率分别达到2.20×10-3S·cm-1(98%RH,368 K)和1.22×10-3S·cm-1(98%RH,363 K),活化能分别为0.24 e V和0.15 e V,表明二者的质子传导均属于Grotthuss机理。3.MOGs-复合膜的制备。通过溶液浇铸法将MOGs与高分子聚合物(SPPO、SPEEK)共混,得到了系列复合膜材料。研究了系列复合膜的吸水溶胀性能、离子交换容量和氧化稳定性。交流阻抗测试结果表明:SPPO系列复合膜在98%RH和348 K条件下具有优异的质子传导性能,Co-MOG@SPPO-3和Cu-MOG@SPPO-3的最大质子传导率分别达到3.13×10-1 S·cm-1和1.79×10-1 S·cm-1;SPPEK系列复合膜在98%RH和348K条件下也表现出很好的质子传导性能,其中Cd-MOG@SPEEK-3和Zn-MOG@SPEEK-3的最大质子传导率分别为7.53×10-2 S·cm-1和1.27×10-1 S·cm-1。
其他文献
原发性痛经(primary dysmenorrhea, PD)是女性常见病,指没有盆腔病理性改变的情况下每于月经期间发生的下腹部疼痛。刘新敏教授认为PD的证候要点多表现为虚实夹杂且实证居多,实证以肝郁气滞、寒凝血瘀为主;虚证以肾虚、脾虚为主;刘师强调瘀血是导致经行腹痛的主要致病因素,治疗常采用疏肝散寒、清上温下、扶阳温肾、温阳建中法,活用少腹逐瘀汤、乌梅丸、温经汤、黄芪建中汤等方,临床疗效显著,现
李军传承中医,发扬经典,在和法基础上辨治痛经,认为肾阳亏虚、寒邪凝滞是主要致病病机,瘀血内留是重要发作原因,情志内伤是关键进展因素,并结合月经周期、顺应生理性气血阴阳变化,从多点多面多角度出发以调和脏腑上下,且善用温肾、怡情、搜络诸法,创“归葫止痛方”,疗效卓越。
光通信设备是组成电力通信专网的重要基础设备,保障光通信设备的健康状态对于电力信息系统的高效运行具有重要的意义;另外,随着电网的数字化建设和光通信网络规模的扩大,海量的光通信设备也对运维工作提出了更高的要求。然而,现有的基于人工分析告警信息的运维方式难以及时发现设备的异常状况并确定故障根因。数据驱动的智能运维技术可以从大规模的历史监测数据中学习设备的监测数据与健康状态之间的映射关系,并建立两者之间的
学习投入是观测学习者学习质量重要指标之一。研究采用《学习投入量表》《学生感知教师支持行为问卷》《中学生希望特质量表》《青少年意向性自我调节问卷》对内蒙古自治区、广东省、福建省的三所高级中学的1269名高中生进行问卷调查,探讨高中生感知教师支持对学习投入的影响,以及希望和意向性自我调节在二者变量之间的作用机制及人口学变量差异。研究结果表明:(1)高中生感知教师支持、学习投入、希望和意向性自我调节各变
如今深度学习在各行各业中应用得越来越广泛,得益于大量的数据支撑,深度学习模型能够有效的学习数据的分布,从而加速了计算机视觉与传统行业结合的步伐。随着模型精度的不断提高和拆解的深度学习任务越来越细化,仅仅依靠包括更改网络结构、使用预训练的网络、更精细化的调参等技巧来优化模型,很难再进一步优化模型的性能。因此除了优化模型外,模型就需要海量新的数据用来训练模型以提升性能。如何依靠现有的数据集训练模型从而
聚氯乙烯(PVC)是一种价格低廉?配方多样且应用广泛的树脂材料,但是其存在热稳定性差、韧性较低、耐寒性较弱等问题。为了提升其性能,通常需要对PVC进行改性。传统的交联改性可以提升PVC的各项性能,但会使材料丧失热塑性。为此将具有可逆特性的硼酸酯键引入到聚合物的大分子链上,提升PVC各项性能的同时赋予其二次加工、回收利用的特性。由于PVC内部的活性氯含量相对较少,本实验将丁腈橡胶(NBR)与PVC进
甾体药物具有独特的环戊烷多氢菲母核结构,在医药行业具有重要的应用价值,广泛用于抗炎、抗过敏、抗肿瘤以及生育控制等。甾体药物的药理活性取决于在甾体母核的特定位置引入官能基团,尤其是在C11位引入羟基。由于甾体化合物分子结构复杂,基本骨架上具有多个不对称中心,传统的化学合成法用于制备甾体药物存在步骤繁琐,副产物多,收益低等缺点,目前工业上通常采用微生物转化法在甾体母核的选择性引入羟基。丝状真菌赭曲霉是
我国是甘蔗种植大国,甘蔗加工过程中副产的甘蔗渣形成量巨大,且尚未形成有效的处理或再利用途径。以甘蔗渣为原料经酶法水解释放其中的单糖用作发酵产业的碳源供给原料,是甘蔗渣实现资源再利用的重要应用方向之一,有助于提升甘蔗综合加工产业的经济效益和社会效益。选育具备直接水解利用甘蔗渣生产高附加值化学品或材料单体新菌种,将有助于甘蔗渣水解释放单糖过程的低成本高效率规模化应用。为此,本研究在实验室前期研究结果的
滨海地区污染场地地下水中普遍存在石油烃污染问题。滨海含水介质胶体含量高,为了揭示胶体对石油烃迁移转化的影响及效应,本文采用室内土柱试验,研究了不同胶体浓度、离子强度、pH作用下胶体与石油烃共迁移转化规律。研究结果表明:(1)不同胶体浓度和石油烃的共迁移过程中,胶体对石油烃的迁移转化起到阻滞作用,不同胶体浓度对石油烃迁移的影响不同。在胶体浓度为0-110 mg/L中,胶体对石油烃吸附呈现波动变化;胶
水体中砷污染问题日益受到社会的广泛关注,利用微藻除砷成为砷污染水体的净化方法之一。然而微藻吸附和转化重金属的能力会使得微藻产品的砷浓度超标,这对经济微藻规模化养殖产业是不利的。如何降低微藻产品的砷含量是经济微藻规模化养殖行业的难题。近年来利用硫酸盐还原菌除砷成为研究的热点。盐藻高盐的生长环境使得利用普通的硫酸盐还原菌除砷难以实现,因此本研究从日晒盐田结晶池中分离耐盐硫酸盐还原菌,分析固定化硫酸盐还