發(fā)布時間：2021-05-28 09:44

　　離子交換膜作為能量存儲與轉(zhuǎn)換器件中的關(guān)鍵組件引起人們極大的興趣。離子交換膜應(yīng)具有高效的離子傳導(dǎo)性能,良好的機械性能,熱及電化學(xué)穩(wěn)定性,其基本作用是防止電池的陰陽兩極接觸引起短路,在鋰空氣電池、液流電池、鋰硫電池等新一代電池中,同時希望隔膜能夠有效地阻止氣體、溶劑等分子的滲透。自具微孔聚合物扭曲的分子結(jié)構(gòu),可防止有效空間被填充和孔隙坍塌,使其具有微孔特性,阻止小分子的滲透。本文利用自具微孔聚合物的結(jié)構(gòu)特點,制備了混合基質(zhì)膜、羧基功能化膜和三明治結(jié)構(gòu)膜等一系列新型離子交換膜,詳細研究了膜的熱穩(wěn)定性、力學(xué)強度和電化學(xué)穩(wěn)定性,探究膜的離子交換特性,并構(gòu)筑了概念性的Li/Na-H₂O₂混合電解質(zhì)柔性電池,實驗中電池可實現(xiàn)平穩(wěn)的放電,證明自具微孔聚合物膜可用作離子選擇性傳導(dǎo)膜并用于新一代能源器件的構(gòu)筑。具體內(nèi)容如下:（1）成功合成了分子量大于50000 g/mol的自具微孔聚合物（PIM-1）,其具有良好的成膜性能,為后續(xù)的陽離子傳導(dǎo)膜的制備提供了基礎(chǔ)。（2）以自具微孔聚合物（PIM-1）為成膜基質(zhì),分別向其中填充金屬有機框架納米晶體（UiO-66-NH... 

【文章來源】：天津理工大學(xué)天津市

【文章頁數(shù)】：72 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 多孔膜的概述
        1.2.1 無機膜
        1.2.2 聚合物多孔膜
        1.2.3 混合基質(zhì)膜
    1.3 陽離子交換膜的簡述
        1.3.1 質(zhì)子交換膜
        1.3.2 鋰離子交換膜
    1.4 鋰離子交換膜在能量存儲和轉(zhuǎn)化裝置中的應(yīng)用
        1.4.1 鋰空氣電池
        1.4.2 鋰硫電池
        1.4.3 氧化還原液流電池
    1.5 氧化還原液流電池的簡介
    1.6 本論文的研究目的和主要內(nèi)容
第二章 自具微孔聚合物(PIM-1)的制備
    2.1 引言
    2.2 化學(xué)試劑及儀器
        2.2.1 化學(xué)試劑
        2.2.2 化學(xué)儀器
    2.3 PIM-1 合成及表征
        2.3.1 自具微孔聚合物(PIM-1)合成原料及其預(yù)處理
        2.3.2 PIM-1 的合成
        2.3.3 PIM-1 的表征
    2.4 本章小結(jié)
第三章 混合膜的制備及性能研究
    3.1 引言
    3.2 實驗試劑
    3.3 PIM-1及UiO-66-NH_2共混合膜的制備及性能研究
        3.3.1 UiO-66-NH_2 的合成
        3.3.2 酸堿滴定
        3.3.3 比表面積測試
        3.3.4 PIM-1-UiO-66-NH_2 共混膜的制備
        3.3.5 離子電導(dǎo)率測試裝置制備
        3.3.6 UiO-66-NH_2 表征
        3.3.7 PIM-1-UiO-66-NH_2 共混膜的表征
        3.3.8 PIM-1-UiO-66-NH_2 混合膜的阻抗測試
    3.4 PIM-1及LiTFSI(PIM-1-Li)混合膜的制備及性能研究
        3.4.1 PIM-1-Li膜的制備
        3.4.2 PIM-1-Li膜的表征
        3.4.3 PIM-1-Li共混膜的離子電導(dǎo)性研究
    3.5 本章小結(jié)
第四章 原位水解PIM基膜的制備及在金屬雙液電池中的應(yīng)用
    4.1 引言
    4.2 實驗部分
        4.2.1 實驗試劑
        4.2.2 化學(xué)儀器
        4.2.3 實驗內(nèi)容
        4.2.4 材料表征
        4.2.5 離子電導(dǎo)率和電池測試
    4.3 本章小結(jié)
第五章 表面圖案化三明治結(jié)構(gòu)自具微孔聚合物膜的制備及性能研究
    5.1 引言
    5.2 實驗內(nèi)容
    5.3 實驗結(jié)果與討論
        5.3.1 PIM-COOH-Li膜的形貌表征
        5.3.2 PIM-COOH-Li膜的孔徑分布
        5.3.3 PIM-COOH-Li膜的滲透汽化測試
        5.3.4 PIM-COOH-Li膜的穩(wěn)定性表征
        5.3.5 PIM-COOH-Li/Na膜的電化學(xué)測試
    5.4 本章小結(jié)
第六章 全文總結(jié)及展望
    6.1 全文總結(jié)
    6.2 展望
參考文獻
發(fā)表論文和科研情況說明
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
[1]塑料微孔膜的制備方法及應(yīng)用[J]. 唐倬,吳智華,孫洲渝.  塑料工業(yè). 2002(05)



本文編號：3208017