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室温离子液体的合成、热化学性质及在Nafion膜修饰方面的研究

张志恒  
【摘要】: 室温离子液体作为一种环境友好的绿色反应介质和新型的多功能材料,引起了全世界科学家和工业界的广泛瞩目。近几十年来,许多新的离子液体不断涌现,然而对其相关的基础热力学数据、化合物结构与热力学性质之间的关系却研究的很少。 本文利用廉价工业原料合成了BPC、EMIC、BMIC、PMIC、HMIC、BPBF_4、BMIBF_4、BPPF_6、BMIPF_6、EMIES共十种室温离子液体,用熔点和核磁共振谱图等分析方法确认了其结构。 利用改进的精密自动绝热量热仪、恒温环境溶解反应热量计、氧弹燃烧量热计研究了咪唑类和吡啶类离子液体及其原料的热容、溶解焓、生成焓、反应焓等热力学基础函数,为离子液体的工艺设计、应用、工业产业化提供了可靠的热力学基础数据,具有重要的指导意义。以不同室温离子液体修饰过的Nafion 115质子交换膜作为研究对象,利用Q1000型DSC、低温绝热量热仪、热重分析仪、TPS2500 Hot Disk导热系数仪、电化学工作站分别研究了其可逆热容、不可逆热容、总热容、玻璃化温度、热稳定性、导热系数、热扩散系数、交流阻抗等热力学与电化学参数。研究结果表明:经离子液体修饰的Nafion 115膜具有良好的热稳定性和导电稳定性,为质子交换膜燃料电池的进一步研究奠定了基础。


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