检索结果-南通市图书馆

检索条件"主题词=化学降解机理"

共 1 条记录，以下是1-10 订阅

全选清除本页清除全部题录导出标记到"检索档案"

详细简洁

排序：

燃料电池中磺化聚乙烯膜质子传导与稳定性的理论研究

燃料电池中磺化聚乙烯膜质子传导与稳定性的理论研究

引用

作者：宗小会东北师范大学

学位级别：硕士

质子交换膜燃料电池(PEMFC)是将燃料与氧气反应的化学能直接转换为电能的能量转化装置,其中氢燃料电池在汽车领域的应用备受关注。当前,全氟磺酸质子交换膜,如Nafion,是商用化PEMFC中质子交换膜的主流选择,但其高昂的成本与严苛的温、... 详细信息

质子交换膜燃料电池(PEMFC)是将燃料与氧气反应的化学能直接转换为电能的能量转化装置,其中氢燃料电池在汽车领域的应用备受关注。当前,全氟磺酸质子交换膜,如Nafion,是商用化PEMFC中质子交换膜的主流选择,但其高昂的成本与严苛的温、湿度要求限制了它的广泛应用,故寻找低价、高效的全氟磺酸质子交换膜替代物是目前PEMFC领域研究的重要课题。实验研究报道,受控的折叠型磺化聚乙烯膜表现出可以媲美Nafion的质子传输性能,但对其微观结构以及优良性能的理论理解仍然缺乏。本论文以实验合成的精确磺化聚乙烯(p21SA)质子交换膜及其衍生物为研究对象,应用密度泛函理论对其质子传导与化学稳定性进行研究。主要内容如下:(1)理论计算研究p21SA膜的质子解离性质和化学稳定性。首先采用量子化学计算方法和分子动力学模拟方法计算质子的解离性质,结果表明,当水合数n=3时,模型化合物中的质子便可发生自发解离;而当模型化合物为折叠结构时,平均每个磺酸基周围仅需2.5个水分子就可实现质子解离,这与Nafion膜的质子解离性质接近,且优于传统的碳氢类质子交换膜。因此,p21SA膜材料优良的质子电导率与其良好的质子解离性能以及独特的聚合物折叠结构相关。此外,通过计算模型化合物中各键的键解离能以及其在OH/H自由基环境下的化学降解机理发现,C-S键是p21SA分子中最脆弱的位点。当OH/H自由基对体系进行攻击时,最可能发生的降解路径是自由基提取烷烃链上的H原子,从而使C-S键断裂的反应。本工作对p21SA膜材料的结构与性质提供理论理解并探究其结构与性能之间的关系,为该材料在燃料电池中的应用及其性能改进提供一些设计思路。(2)基于以上研究显示,C-S键以及与磺酸基相间位置的碳原子为p21SA模型分子中的脆弱位点。因此,本工作应用量子化学计算方法,尝试在模型化合物中分别引入-F、-CH、-CF和-CH-四种基团,探究引入新取代基或改变相邻片段结构对分子化学稳定性的影响。通过计算各体系中C-S键的键解离能可知,分子中引入-CH-基团明显增强了C-S键强度,而-F基的引入对C-S键的强度影响较小。在OH/H自由基环境中,取代基-F的引入提高了体系化学降解反应的能垒,可以增强其化学稳定性。同时,引入取代基对体系质子解离性能的影响也被研究,结果显示新体系均表现出良好的质子解离性质,即水合数n=3时,质子自发解离。以上结果为该类膜材料后续的实验研究提供了理论依据。

关键词：质子交换膜质子解离性质化学稳定性化学降解机理量子化学计算

来源：

同方学位论文库评论

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

全选清除本页清除全部题录导出标记到“检索档案”

共1页 << < 1 > >>

回到顶部

执行限定条件

欢迎您,

建议与咨询留下您的常用邮箱和电话号码，以便我们向您反馈解决方案和替代方法

时间限定

文献类型

馆藏选择

核心期刊

语言

文献类型

帮助

文字说明：

检索规则说明：

检索范例：

分类表

所选分类

限定检索结果

文献类型

馆藏范围

日期分布

学科分类号

主题

机构

作者

语言

在线全文

请选择保存的检索档案：

请选择收藏分类：

通借通还

欢迎您,

建议与咨询 留下您的常用邮箱和电话号码，以便我们向您反馈解决方案和替代方法

时间限定

文献类型

馆藏选择

核心期刊

语言

文献类型

帮助

文字说明：

检索规则说明：

检索范例：

分类表

所选分类

限定检索结果

文献类型

馆藏范围

日期分布

学科分类号

主题

机构

作者

语言

在线全文

请选择保存的检索档案： 新增检索档案 确定 取消

请选择收藏分类： 新增自定义分类 确定 取消

通借通还

建议与咨询留下您的常用邮箱和电话号码，以便我们向您反馈解决方案和替代方法

请选择保存的检索档案：

请选择收藏分类：