本文關(guān)鍵詞：燃料電池用耐降解細(xì)菌纖維素復(fù)合膜的制備

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【摘要】：細(xì)菌纖維素膜(BCM)是一種具有高力學(xué)性能,高化學(xué)穩(wěn)定性、成本低等特點(diǎn)的環(huán)境友好型可再生生物材料,被廣泛應(yīng)用于食品、光學(xué)材料、薄膜材料、生物醫(yī)用材料等領(lǐng)域。本文通過濕化學(xué)法將氧化鈰催化劑和鉑納米粒子負(fù)載在細(xì)菌纖維素膜上。通過水熱法將氧化鈰負(fù)載在細(xì)菌纖維素上。用硼氫化鈉還原氯鉑酸,在氧化鈰/細(xì)菌纖維素復(fù)合膜上摻雜鉑納米粒子,制備出了Pt/CeO2/BC復(fù)合膜。通過X射線光電子能譜(XPS)證實(shí)了氧化鈰和鉑納米粒子的存在。通過掃描電子顯微鏡(SEM),透射電鏡(TEM)X射線衍射(XRD),觀察研究了復(fù)合膜的微觀形貌結(jié)構(gòu)。氧化鈰納米粒子的直徑在30-50nm,鉑納米粒子的直徑約為2-3nm,這些納米粒子定向分布在細(xì)菌纖維素納米纖維表面。通過TEM觀察發(fā)現(xiàn)納米粒子的分散性良好,很少出現(xiàn)團(tuán)聚現(xiàn)象。在分解過氧化氫溶液的試驗(yàn)中制備的復(fù)合膜展現(xiàn)出良好的催化性能。通過加速化學(xué)分解實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)CeO2/BC復(fù)合膜可以有效的減緩膜的化學(xué)降解,但過氧基自由基仍會(huì)對(duì)纖維素分子鏈造成損失。Pt/CeO2/BC復(fù)合膜在長(zhǎng)時(shí)間加速降解后質(zhì)量、力學(xué)性能都沒有明顯下降。說明摻雜鉑納米粒子的復(fù)合膜具有更高的自由基捕捉能力,能在更大程度上緩解質(zhì)子交換膜的化學(xué)降解問題。
【關(guān)鍵詞】：細(xì)菌纖維素膜 質(zhì)子交換膜 自由基捕捉劑
【學(xué)位授予單位】：南京理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TB383.2;TM911.4
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 1 緒論10-25
• 1.1 燃料電池10-14
• 1.1.1 質(zhì)子交換膜燃料電池10-11
• 1.1.2 質(zhì)子交換膜11-13
• 1.1.3 PEM的降解13-14
• 1.2 氧化鈰的介紹14-18
• 1.2.1 化學(xué)沉淀法制備氧化鈰15-16
• 1.2.2 水熱合成氧化鈰16-17
• 1.2.3 氧化鈰的摻雜17-18
• 1.3 細(xì)菌纖維素簡(jiǎn)介18-23
• 1.3.1 細(xì)菌纖維的合成18-19
• 1.3.2 細(xì)菌纖維素的結(jié)構(gòu)19-20
• 1.3.3 細(xì)菌纖維素的應(yīng)用20-23
• 1.4 本文的研究?jī)?nèi)容及意義23-25
• 1.4.1 本文的研究背景23
• 1.4.2 本文的研究?jī)?nèi)容23-25
• 2 CeO_2/細(xì)菌纖維素膜復(fù)合膜的制備與表征25-44
• 2.1 引言25
• 2.2 實(shí)驗(yàn)試劑和儀器25-27
• 2.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑25-26
• 2.2.2 實(shí)驗(yàn)儀器26-27
• 2.3 CeO_2/BC復(fù)合膜的制備27-29
• 2.3.1 BC膜的制備27-28
• 2.3.2 CeO_2/BC復(fù)合膜的制備原理28
• 2.3.3 納米CeO_2的制備28-29
• 2.3.4 CeO_2/BC復(fù)合膜的制備29
• 2.4 性能分析和表征29-30
• 2.4.1 X射線衍射分析(XRD)29
• 2.4.2 傅里葉變換紅外光譜(FT-IR)29
• 2.4.3 熱重分析(TGA)29-30
• 2.4.4 掃面電子顯微鏡(SEM)30
• 2.4.5 透射電子顯微鏡(TEM)30
• 2.4.6 X射線光電子能譜(XPS)30
• 2.5 CeO_2/BC復(fù)合膜的表征30-43
• 2.5.1 CeO_2/BC復(fù)合膜的XRD分析30-34
• 2.5.2 CeO_2/BC復(fù)合膜的FT-IR分析34-35
• 2.5.3 CeO_2/BC復(fù)合膜的熱重分析(TGA)35-36
• 2.5.4 CeO_2/BC復(fù)合膜的XPS分析36-40
• 2.5.5 CeO_2/BC復(fù)合膜的SEM40-41
• 2.5.6 CeO_2/BC復(fù)合膜的TEM41-43
• 2.6 本章小節(jié)43-44
• 3 Pt/CeO_2/細(xì)菌纖維素膜復(fù)合膜的備與表征44-57
• 3.1 引言44
• 3.2 實(shí)驗(yàn)試劑和儀器44-45
• 3.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑44
• 3.2.2 實(shí)驗(yàn)儀器44-45
• 3.3 Pt/CeO_2/BC復(fù)合膜的制備45
• 3.4 Pt/CeO_2/BC復(fù)合膜的表征與測(cè)試45-46
• 3.4.1 Pt/CeO_2/BC復(fù)合膜的結(jié)構(gòu)表征45
• 3.4.2 Pt/CeO_2/BC復(fù)合膜的性能測(cè)試45-46
• 3.4.2.1 Pt/CeO_2/BC復(fù)合膜催化分解性能測(cè)試45
• 3.4.2.2 Pt/CeO_2/BC復(fù)合膜加速化學(xué)降解實(shí)驗(yàn)45-46
• 3.4.2.3 膜拉伸強(qiáng)度測(cè)試46
• 3.4.2.4 復(fù)合膜離子電導(dǎo)率測(cè)試46
• 3.5 結(jié)果與討論46-55
• 3.5.1 Pt/CeO_2/BC復(fù)合膜的XRD分析46-47
• 3.5.2 Pt/CeO_2/BC復(fù)合膜的SEM以及TEM47-48
• 3.5.3 Pt/CeO_2/BC復(fù)合膜的XPS分析48-50
• 3.5.4 Pt/CeO_2/BC復(fù)合膜的性能測(cè)試50-55
• 3.5.4.1 Pt/CeO_2/BC復(fù)合膜催化分解性能測(cè)試50-53
• 3.5.4.2 Pt/CeO_2/BC復(fù)合膜加速化學(xué)降解實(shí)驗(yàn)53-55
• 3.5.4.3 Pt/CeO_2/BC復(fù)合膜質(zhì)子傳導(dǎo)率測(cè)試55
• 3.6 本章小節(jié)55-57
• 4 結(jié)論與展望57-59
• 4.1 結(jié)論57
• 4.2 論文創(chuàng)新點(diǎn)57-58
• 4.3 研究課題發(fā)展方向58-59
• 致謝59-60
• 參考文獻(xiàn)60-71
• 附錄71

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