1. 毕业设计(论文)主要内容:
质子交换膜燃料电池相对于其他燃料电池具有转化效率高、比功率高和启动快等优点,被认为是最有前途的电化学能量转换装置之一,非常适宜在交通运输和固定电源方面得到广泛应用。目前质子交换膜燃料电池的发展面临的一个难题之一就是在高温低湿度条件下质子交换膜的质子传导性能差,因此开发出高性能的质子交换膜是质子交换膜燃料电池研究的重点。
磷酸是一种两性的物质,既是质子供体又是质子受体,是一种较为理想的质子传导单元。硅氧烷的主链是由硅原子和氧原子交替组成的稳定骨架,有优异的高温稳定性。经过水解-缩聚可以形成交联稳定的Si-O-Si三维网状结构。以氨基三甲叉膦酸、2-(3,4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷、3-氨丙基三乙氧基硅烷为主要原料,通过开环反应和酸碱中和反应原理,借助溶胶凝胶工艺,制备一种可满足高温低湿度环境使用要求的质子交换膜。论文主要内容:1.文献调研,了解国内外相关研究概况和发展趋势;
2.以氨基三甲叉膦酸、2-(3,4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷、3-氨丙基三乙氧基硅烷为主要原料,通过开环反应和酸碱中和反应原理,借助溶胶凝胶工艺,制备一种可满足高温低湿度环境使用要求的质子交换膜;
2. 毕业设计(论文)主要任务及要求
1.查阅不少于15篇的参考文献(其中近5年英文文献不少于3篇),完成开题报告;
2.掌握酸碱型膦酸基质子交换膜的制备方法;
3.掌握酸碱型膦酸基质子交换膜的制备,结构与性能的表征方法;
3. 毕业设计(论文)完成任务的计划与安排
第1-3周:查阅相关文献资料,完成英文翻译。明确研究内容,了解研究所需原料、仪器和设备。确定技术方案,并完成开题报告。
第4-8周:按照设计方案,制备酸碱型膦酸基高温低湿度质子交换膜。
第9-11周:采用傅里叶红外光谱、XRD、FE-SEM、TG-DSC、质子电导率测试等测试技术对质子交换膜的结构、物相、显微结构、质子电导率进行测试。
4. 主要参考文献
[1]Chen C, Shen C H, Kong G J, et al. Hightemperature proton exchange membranes prepared fromepoxycyclohexylethyltrimethoxysilane and amino trimethylene phosphonic acid asanhydrous proton conductors[J]. Materials Chemistry and Physics, 2013, 140 (1):24-30.
[2]G.J. Kong, Z. H. Guo, C. H. Shen, C. Chen, Preparation conditions ofinorganic–organic hybrid membranes synthesized from Epoxycyclohexylethyltrimethoxysilaneand 1-hydroxyethane-1, 1-diphosphonic acid, J. Sol-Gel Sci. Technol. 2013,66:84-90.
[3]C. Wang, S. J. Paddison, Proton transfer in functionalized phosphonicacid molecules, Phys. Chem. Chem. Phys. 2009,12:970-981.
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