基于酞菁的各向異性陰離子交換膜及三合一高效催化劑
發(fā)布時(shí)間:2021-07-06 09:33
酞菁(Phthalocyanine,Pc)是一類大環(huán)共軛配合物,由8個(gè)N原子、32個(gè)C原子組成,具有16中心18π電子的特殊二維共軛結(jié)構(gòu),且酞菁環(huán)內(nèi)有1個(gè)空穴,可以與鐵、銅、鋅等金屬元素進(jìn)行配位,生成金屬配位化合物。同時(shí),酞菁分子結(jié)構(gòu)具有多樣性和易修飾性,研究者們可根據(jù)目標(biāo)產(chǎn)物所需性能對配體進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),能夠衍生出多種多樣的取代配體。本論文圍繞燃料電池以酞菁作為研究對象開展了2方面的工作:一方面,陰離子交換膜(Anion Exchange Membrane,AEM)起著阻隔氧化劑和還原劑的作用,它需要較高的離子傳導(dǎo)率,較低的膜電阻,同時(shí)還應(yīng)該具有良好的機(jī)械性能以及較強(qiáng)的化學(xué)穩(wěn)定性。在此基礎(chǔ)上,本論文通過在Pc大環(huán)的自聚集優(yōu)勢和其頭部基團(tuán)的弱堿性之間取得平衡,將季銨后的酞菁引入到溴代聚2,6-二甲基-1,4-亞苯基氧化物(PPO,poly(2,6-dimethyl-1,4-phenyleneoxide))環(huán)上鑄成陰離子交換膜,同時(shí)利用季銨酞菁大環(huán)之間的強(qiáng)π-π相互作用迫使帶正電荷的頭部基團(tuán)聚集形成有序的氫氧根(OH-)通道,并加入三甲胺(TMA,Trimethyla...
【文章來源】:重慶大學(xué)重慶市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:68 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
堿性燃料電池Fig1.1Alkalinefuelcell
重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文1緒言7圖1.3與四乙基氯化銨混合的PVA聚合物的示意圖[60]Fig1.3SchematicrepresentationofaPVApolymerblendedwithtetraethylammoniumchloride[60].2)雜化膜雜化膜由有機(jī)和無機(jī)兩部分組成[61-63],通常有機(jī)部分與電化學(xué)性質(zhì)有關(guān),而無機(jī)部分,比如硅烷或硅氧烷則與機(jī)械性能有關(guān)[61-64]。在大多數(shù)情況下,陰離子交換有機(jī)-無機(jī)雜化膜[139]需要通過溶膠-凝膠過程[65],當(dāng)然其他幾種途徑是可行的,例如插層、共混、原位聚合和分子自組裝。如吳等人[66]通過將烷氧基硅烷官能化聚環(huán)氧乙烷制備了一種雜化陰離子交換膜[67-68]。如圖1.4:圖1.4帶電荷的烷氧基硅烷官能化聚環(huán)氧乙烷的合成[66]Fig1.4Synthesisofchargedalkoxysilane-functionalizedpolyethyleneoxide[66]④互穿聚合物網(wǎng)絡(luò)互穿聚合物網(wǎng)絡(luò)是兩種或多種聚合物以網(wǎng)絡(luò)的形式互相貫穿的聚集態(tài)結(jié)構(gòu),當(dāng)中至少有一種聚合物是合成交聯(lián)的,另一種聚合物與前一種聚合物沒有共價(jià)鍵結(jié)合,而是貫穿在前一種聚合物的網(wǎng)絡(luò)之中;ゴ┚酆衔锞W(wǎng)絡(luò)可溶于溶劑而不會(huì)溶解,并且蠕變和流動(dòng)受到抑制。大多數(shù)互穿聚合物網(wǎng)絡(luò)聚合物鏈的互鎖[69],帶來了優(yōu)異的電化學(xué)性能,良好的機(jī)械性能,這引起了研究者們極大的興趣。目前大量的
重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文1緒言7圖1.3與四乙基氯化銨混合的PVA聚合物的示意圖[60]Fig1.3SchematicrepresentationofaPVApolymerblendedwithtetraethylammoniumchloride[60].2)雜化膜雜化膜由有機(jī)和無機(jī)兩部分組成[61-63],通常有機(jī)部分與電化學(xué)性質(zhì)有關(guān),而無機(jī)部分,比如硅烷或硅氧烷則與機(jī)械性能有關(guān)[61-64]。在大多數(shù)情況下,陰離子交換有機(jī)-無機(jī)雜化膜[139]需要通過溶膠-凝膠過程[65],當(dāng)然其他幾種途徑是可行的,例如插層、共混、原位聚合和分子自組裝。如吳等人[66]通過將烷氧基硅烷官能化聚環(huán)氧乙烷制備了一種雜化陰離子交換膜[67-68]。如圖1.4:圖1.4帶電荷的烷氧基硅烷官能化聚環(huán)氧乙烷的合成[66]Fig1.4Synthesisofchargedalkoxysilane-functionalizedpolyethyleneoxide[66]④互穿聚合物網(wǎng)絡(luò)互穿聚合物網(wǎng)絡(luò)是兩種或多種聚合物以網(wǎng)絡(luò)的形式互相貫穿的聚集態(tài)結(jié)構(gòu),當(dāng)中至少有一種聚合物是合成交聯(lián)的,另一種聚合物與前一種聚合物沒有共價(jià)鍵結(jié)合,而是貫穿在前一種聚合物的網(wǎng)絡(luò)之中;ゴ┚酆衔锞W(wǎng)絡(luò)可溶于溶劑而不會(huì)溶解,并且蠕變和流動(dòng)受到抑制。大多數(shù)互穿聚合物網(wǎng)絡(luò)聚合物鏈的互鎖[69],帶來了優(yōu)異的電化學(xué)性能,良好的機(jī)械性能,這引起了研究者們極大的興趣。目前大量的
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]鋅電極放電過程及失效機(jī)制數(shù)值分析[J]. 宋輝,徐獻(xiàn)芝,李芬. 物理化學(xué)學(xué)報(bào). 2013(09)
[2]質(zhì)子交換膜燃料電池發(fā)展前景探討[J]. 張麗彬,陳曉寧,吳文健,高洪濤. 農(nóng)業(yè)工程技術(shù)(新能源產(chǎn)業(yè)). 2011(04)
[3]氫能利用與制氫儲(chǔ)氫技術(shù)研究現(xiàn)狀[J]. 林才順,魏浩杰. 節(jié)能與環(huán)保. 2010(02)
[4]膜分離-變壓吸附聯(lián)合工藝生產(chǎn)燃料電池氫氣[J]. 席怡宏. 上海化工. 2006(01)
[5]質(zhì)子交換膜燃料電池關(guān)鍵技術(shù)研究進(jìn)展[J]. 賈榮利,王成揚(yáng),王素梅. 化學(xué)工業(yè)與工程. 2004(06)
[6]酞菁配合物的結(jié)構(gòu)與其光動(dòng)力抗癌活性[J]. 黃金陵,黃劍東,劉爾生,陳耐生. 物理化學(xué)學(xué)報(bào). 2001(07)
[7]質(zhì)子交換膜燃料電池的發(fā)展現(xiàn)狀[J]. 張華民,明平文,邢丹敏. 當(dāng)代化工. 2001(01)
[8]SOFC用固體電解質(zhì)薄膜制備方法進(jìn)展[J]. 景曉燕,李茹民,張密林. 應(yīng)用科技. 2000(02)
[9]我國燃料電池發(fā)展概況[J]. 陸天虹,孫公權(quán). 電源技術(shù). 1998(04)
[10]金屬酞菁的合成及其對癌細(xì)胞光動(dòng)力滅活作用[J]. 劉爾生,戴志飛,黃劍東,陳耐生,黃金陵,黃自強(qiáng),孫建成. 生物化學(xué)與生物物理學(xué)報(bào). 1998(01)
碩士論文
[1]微生物燃料電池中氧還原催化劑的制備、表征及其應(yīng)用[D]. 嚴(yán)振華.聊城大學(xué) 2014
[2]Pt-Ag/C氧還原電催化劑的制備及其在鋅空電池中的應(yīng)用研究[D]. 李春曉.北京化工大學(xué) 2012
本文編號(hào):3267993
【文章來源】:重慶大學(xué)重慶市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:68 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
堿性燃料電池Fig1.1Alkalinefuelcell
重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文1緒言7圖1.3與四乙基氯化銨混合的PVA聚合物的示意圖[60]Fig1.3SchematicrepresentationofaPVApolymerblendedwithtetraethylammoniumchloride[60].2)雜化膜雜化膜由有機(jī)和無機(jī)兩部分組成[61-63],通常有機(jī)部分與電化學(xué)性質(zhì)有關(guān),而無機(jī)部分,比如硅烷或硅氧烷則與機(jī)械性能有關(guān)[61-64]。在大多數(shù)情況下,陰離子交換有機(jī)-無機(jī)雜化膜[139]需要通過溶膠-凝膠過程[65],當(dāng)然其他幾種途徑是可行的,例如插層、共混、原位聚合和分子自組裝。如吳等人[66]通過將烷氧基硅烷官能化聚環(huán)氧乙烷制備了一種雜化陰離子交換膜[67-68]。如圖1.4:圖1.4帶電荷的烷氧基硅烷官能化聚環(huán)氧乙烷的合成[66]Fig1.4Synthesisofchargedalkoxysilane-functionalizedpolyethyleneoxide[66]④互穿聚合物網(wǎng)絡(luò)互穿聚合物網(wǎng)絡(luò)是兩種或多種聚合物以網(wǎng)絡(luò)的形式互相貫穿的聚集態(tài)結(jié)構(gòu),當(dāng)中至少有一種聚合物是合成交聯(lián)的,另一種聚合物與前一種聚合物沒有共價(jià)鍵結(jié)合,而是貫穿在前一種聚合物的網(wǎng)絡(luò)之中;ゴ┚酆衔锞W(wǎng)絡(luò)可溶于溶劑而不會(huì)溶解,并且蠕變和流動(dòng)受到抑制。大多數(shù)互穿聚合物網(wǎng)絡(luò)聚合物鏈的互鎖[69],帶來了優(yōu)異的電化學(xué)性能,良好的機(jī)械性能,這引起了研究者們極大的興趣。目前大量的
重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文1緒言7圖1.3與四乙基氯化銨混合的PVA聚合物的示意圖[60]Fig1.3SchematicrepresentationofaPVApolymerblendedwithtetraethylammoniumchloride[60].2)雜化膜雜化膜由有機(jī)和無機(jī)兩部分組成[61-63],通常有機(jī)部分與電化學(xué)性質(zhì)有關(guān),而無機(jī)部分,比如硅烷或硅氧烷則與機(jī)械性能有關(guān)[61-64]。在大多數(shù)情況下,陰離子交換有機(jī)-無機(jī)雜化膜[139]需要通過溶膠-凝膠過程[65],當(dāng)然其他幾種途徑是可行的,例如插層、共混、原位聚合和分子自組裝。如吳等人[66]通過將烷氧基硅烷官能化聚環(huán)氧乙烷制備了一種雜化陰離子交換膜[67-68]。如圖1.4:圖1.4帶電荷的烷氧基硅烷官能化聚環(huán)氧乙烷的合成[66]Fig1.4Synthesisofchargedalkoxysilane-functionalizedpolyethyleneoxide[66]④互穿聚合物網(wǎng)絡(luò)互穿聚合物網(wǎng)絡(luò)是兩種或多種聚合物以網(wǎng)絡(luò)的形式互相貫穿的聚集態(tài)結(jié)構(gòu),當(dāng)中至少有一種聚合物是合成交聯(lián)的,另一種聚合物與前一種聚合物沒有共價(jià)鍵結(jié)合,而是貫穿在前一種聚合物的網(wǎng)絡(luò)之中;ゴ┚酆衔锞W(wǎng)絡(luò)可溶于溶劑而不會(huì)溶解,并且蠕變和流動(dòng)受到抑制。大多數(shù)互穿聚合物網(wǎng)絡(luò)聚合物鏈的互鎖[69],帶來了優(yōu)異的電化學(xué)性能,良好的機(jī)械性能,這引起了研究者們極大的興趣。目前大量的
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]鋅電極放電過程及失效機(jī)制數(shù)值分析[J]. 宋輝,徐獻(xiàn)芝,李芬. 物理化學(xué)學(xué)報(bào). 2013(09)
[2]質(zhì)子交換膜燃料電池發(fā)展前景探討[J]. 張麗彬,陳曉寧,吳文健,高洪濤. 農(nóng)業(yè)工程技術(shù)(新能源產(chǎn)業(yè)). 2011(04)
[3]氫能利用與制氫儲(chǔ)氫技術(shù)研究現(xiàn)狀[J]. 林才順,魏浩杰. 節(jié)能與環(huán)保. 2010(02)
[4]膜分離-變壓吸附聯(lián)合工藝生產(chǎn)燃料電池氫氣[J]. 席怡宏. 上海化工. 2006(01)
[5]質(zhì)子交換膜燃料電池關(guān)鍵技術(shù)研究進(jìn)展[J]. 賈榮利,王成揚(yáng),王素梅. 化學(xué)工業(yè)與工程. 2004(06)
[6]酞菁配合物的結(jié)構(gòu)與其光動(dòng)力抗癌活性[J]. 黃金陵,黃劍東,劉爾生,陳耐生. 物理化學(xué)學(xué)報(bào). 2001(07)
[7]質(zhì)子交換膜燃料電池的發(fā)展現(xiàn)狀[J]. 張華民,明平文,邢丹敏. 當(dāng)代化工. 2001(01)
[8]SOFC用固體電解質(zhì)薄膜制備方法進(jìn)展[J]. 景曉燕,李茹民,張密林. 應(yīng)用科技. 2000(02)
[9]我國燃料電池發(fā)展概況[J]. 陸天虹,孫公權(quán). 電源技術(shù). 1998(04)
[10]金屬酞菁的合成及其對癌細(xì)胞光動(dòng)力滅活作用[J]. 劉爾生,戴志飛,黃劍東,陳耐生,黃金陵,黃自強(qiáng),孫建成. 生物化學(xué)與生物物理學(xué)報(bào). 1998(01)
碩士論文
[1]微生物燃料電池中氧還原催化劑的制備、表征及其應(yīng)用[D]. 嚴(yán)振華.聊城大學(xué) 2014
[2]Pt-Ag/C氧還原電催化劑的制備及其在鋅空電池中的應(yīng)用研究[D]. 李春曉.北京化工大學(xué) 2012
本文編號(hào):3267993
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