基于聚金属氧酸盐和离子水合物的复合质子导体的设计、合成和性能.pdf

河南师范大学
硕士学位论文
基于聚金属氧酸盐和离子水合物的复合质子导体的设计、合成
和性能
姓名:李会华
申请学位级别:硕士
专业:无机化学
指导教师:魏梅林
201205
摘要首先,选用了具有优良质子传导性的���结构多阴离子����】����疻���和�的化合物具有担载的���型多阴离子链,其它化合物却有着独立的离子水固体质子导体在燃料电池、氢传感器、氢的分离提纯或脱氢等方面都有着广泛的应用。���型杂多酸���拥有一个独特的离子结构,包括杂多阴离子和对阳离子�����,����,不仅是一类优良的低温质子传导电解质,。本论文的主要研究内容是通过���结构多阴离子和离子水合物在金属一有机配位聚合阳离子或有机氢键网络载体的稳定微孔矩阵里有序排列,从而控制具有选择性纳米质子通道或质子传递途径,成功的合成了一系列无机一有机复合固体质子导体。作为阴离子单元,配体��趸�拎ぃ�一甲酸���以及与配体匹配的碱土金属离子为原料,室温下在乙***/,即化合物��。用元素分析,光谱分析,质子导电性能分析及单晶衍射分析等对化合物��进行了表征。单晶��湎哐苌浞治鼋峁�砻髡獍烁�化合物均呈现出带有一维��通道的三维��氢键网络结构。有趣的是,含有碱土金属合物和典型的���型多阴离子链。紫外一可见分析结果表明这类化合物是微溶于水的。热重分析结果显示这类化合物在��以下没有失重。粉末衍射分析结果表明导电测试后的样品与测试前的样品其超分子的整个骨架相同。交流阻抗的分析研究结果表明化合物��随着温度及湿度的增加,其导电率随之增加,它们在温度���喽允6��サ�情况下质子导电率均能达到�—���āJ笛榻峁�砻骰�衔�.�哂辛己玫牡嫉缧裕�是一类新型的无机一有机复合固体质子传导材料。其次,选择了具有纳米尺寸的高负电荷的���结构�����薅嘁趵胱幼魑G�提物或模板,选择了��������—�琋’.�������魑:鲜实呐涮澹�ü�牍��金属���淖饔迷谝译妫��亩�G饧�禾逯谐晒Φ暮铣闪嘶�衔�。用元素分析,紫外分析,荧光分析,热重分析,质子导电性能分析和单晶衍射等进行了表征。单晶��射线衍射分析结果表明该化合物结晶于一个立方空间群,具有三维非穿插骨架结构,该骨架的立方孔洞被多阴离子和质子化水簇占据。
溶于水的。热重分析表明该化合物的骨架在���以下可以保持。荧光分析表明该化合物的晶体颗粒不能发生质子和碱金属离子的固液交换。交流阻抗测试结果表明该化合物具有良好的质子导电性,。关键词:聚金属氧酸盐,离子水合物,质子导体
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第一章前言弟一早刖���具有���结构杂多酸的结构特点及质子导电性固体质子导体是指在含氢或氢气气氛下具有质子传导性的物质。质子导体是一种氢离子导电的电解质,在电解过程中,氢通过电解质在阴极发生反应,它包括一些含质子的正电荷�鏗����蚇���的电解质。质子导体可以分为有机质子导体和无机质子导体,也可以分为均相质子导体和异相质子导体。质子具有半径小,质量轻,且很高的可动性的特性。同其它离子相比,以裸质子的形式存在的质子很少,它一般位于其它原子的电子密度中,由于质子有相对较小的质荷比,也使得它在固体中运动时常伴随着诸如分子扩散、分子动力学等现象。质子在电解质中的传输方式主要有两种形式⋯:一种是质子在两个相对稳定的阴离子之间的传输,其称为������苹蜃杂衫胱踊�疲灰恢质侵首