学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

基于聚乙二醇链段杂化固体电解质的初步研究

作　者: 包健
导　师: 官建国
学　校: 武汉理工大学
专　业: 材料学
关键词: 有机/无机杂化 固体电解质 离子电导率 核壳复合粒子
分类号: O646
类　型: 硕士论文
年　份: 2004年
下　载: 117次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载
 

内容摘要


本文设计合成了两种不同的聚合物固体电解质：聚乙二醇／SiO2固体电解质和聚乙二醇单甲醚／SiO2固体电解质。用红外光谱、扫描电镜、透射电镜、X射线衍射、热重—差热等测试方法对固体电解质膜进行表征。用DDS—11A型离子电导率仪对固体电解质膜进行离子电导率测量。 对聚乙二醇／SiO2电解质膜，正硅酸乙酯水解产生的无机SiO2粒子通过化学键的作用与聚合物基体结合形成了交联结构，使得聚合物电解质具有比较好的热稳定性。随温度升高，固体电解质的离子电导率出现最大值。离子电导率与PEG与HDI的比值有关，当两者比值为1：2时，离子电导率最高。离子电导率随着固体电解质中聚乙二醇链段长度增加而出现最大值，此时链段长度为800。 前驱体和正硅酸乙酯（TEOS）在酸性条件下水解得到聚乙二醇单甲醚／SiO2电解质溶液的SiO2，粒径范围比较大，并形成了外层为聚合物，内层为SiO2的具有核壳结构的粒子，正硅酸乙酯加入量越多，则其粒子容易发生团聚。正硅酸乙酯在酸性条件下水解形成无机SiO2粒子后，得到的固体电解质膜呈非晶态，无机SiO2破坏了聚合物的结晶。离子电导率随着温度升高而增加，因为温度升高有利于离子迁移。离子电导率随固体电解质中聚乙二醇单甲醚分子链段增加而增加。随着TEOS加入量增多，离子导电率增加，但是过量的TEOS会导致离子电导率下降。在不加入TEOS情况下，锂离子也可能通过Si-O-Si键中的氧来传递，离子电导率较大。随着高氯酸锂用量的增加，离子电导率出现最大值，此时高氯酸锂与聚乙二醇单甲醚中EO单元摩尔比为1：5。

全文目录


第一章 绪论  6-19
  1.1 引言  6
  1.2 聚合物固体电解质开发现状  6-7
  1.3 离子型导电聚合物的导电机理  7-8
  1.4 聚合物固体电解质的基本性能  8-10
    1.4.1 锂离子迁移数  9
    1.4.2 离子电导率  9
    1.4.3 电化学稳定性  9-10
    1.4.4 机械强度  10
  1.5 制备方法  10-13
    1.5.1 共聚  10-11
    1.5.2 交联  11-12
    1.5.3 共混  12
    1.5.4 增塑  12-13
  1.6 聚合物固体电解质的分类及进展  13-18
    1.6.1 凝胶型聚合物固体电解质  13-14
    1.6.2 多孔状聚合物固体电解质  14
    1.6.3 有机-无机纳米复合聚合物固体电解质  14-16
    1.6.4 晶体聚合物固体电解质  16-17
    1.6.5 高分子单阳离子导体  17-18
  1.7 论文的主要内容及创新点  18-19
第二章 聚乙二醇／SiO_2杂化固体电解质的制备与表征  19-28
  2.1 实验部分  19-22
    2.1.1 实验试剂及仪器  19
    2.1.2 合成步骤  19-21
    2.1.3 结构表征与性能测试  21-22
  2.2 结果与讨论  22-28
    2.2.1 前驱体FTIR谱图  22-23
    2.2.2 扫描电镜(SEM)分析  23
    2.2.3 热重-差热分析  23-24
    2.2.4 影响离子电导率的因素  24-28
第三章 聚乙二醇单甲醚／SiO_2杂化固体电解质的制备与表征  28-48
  3.1 实验部分  28-32
    3.1.1 实验试剂及仪器  28-29
    3.1.2 合成步骤  29-30
    3.1.3 结构表征与性能测试  30-32
  3.2 结果与讨论  32-46
    3.2.1 前驱体FTIR谱图分析  32-33
    3.2.2 透射电镜(TEM)分析  33-36
    3.2.3 扫描电镜(SEM)分析  36-37
    3.2.4 热重-差热分析  37-38
    3.2.5 X射线衍射(XRD)分析  38-40
    3.2.6 聚合物固体电解质膜成膜性  40-41
    3.2.7 影响离子电导率的因素  41-44
    3.2.8 循环伏安特性  44-45
    3.2.9 交流阻抗谱测量  45-46
  3.3 本章小结  46-48
第四章 结论  48-50
参考文献  50-52
附录 攻读硕士期间发表的论文  52-53
致谢  53

相似论文

  1. 基于杂多酸盐无机—有机复合质子导体的设计、合成和性能,O621.3
  2. 壁上有孔的二氧化硅空心球的制备,TB383.1
  3. 热致变色杂化硅溶胶的制备及其应用研究,TQ436.4
  4. 多形聚膦腈微纳米材料的制备及功能化应用探索,TB383.1
  5. 季铵盐壳聚糖及其复合膜的研制与性能评价,TB383.2
  6. 疏水性SBA-15/PDMS杂化膜制备及分离乙醇/水的研究,TQ028.8
  7. 低温固体氧化物燃料电池复合电解质与新型阴极材料研究,TM911.4
  8. 改性TiO_2微球—高分子杂化膜及其质子传导和阻醇性能研究,TM911.4
  9. 溶胶—凝胶氧传感薄膜的制备与表征,TB43
  10. 氧化锆基NO_2传感器的研究,TP212.2
  11. TiO_2纳米管及其酸化产物的制备与电化学性能研究,TB383.1
  12. 微孔凝胶聚合物电解质的制备与表征,O631.23
  13. 活性/“可控”聚合和点击化学结合制备有机/无机杂化材料的研究,O621.2
  14. 聚苯并咪唑固体电解质材料的研究,O633.5
  15. 氧化物掺杂Ce_（0.9）RE_（0.1）O_（2-δ）（RE＝Sm，Gd）陶瓷材料结构与电性能研究,TM911.4
  16. 掺杂Al硅酸镧电解质的制备、表征及电性能研究,TM911.4
  17. 手性介孔材料的研究及其在色谱手性分离中的应用,O657.7
  18. 溶胶—凝胶法制备磺化聚砜/二氧化钛超滤膜,TB383.2
  19. B位掺杂LnGaO3(Ln=La，Pr，Nd)固体电解质的制备和性能,TM911.4
  20. Fe@Ag复合粒子的制备及性能研究,TB331
  21. 金属氧化物/聚噻吩杂化材料和Pt-WO_3的制备及气敏性质研究,TB381

中图分类: > 数理科学和化学 > 化学 > 物理化学（理论化学）、化学物理学 > 电化学、电解、磁化学
© 2012 www.xueweilunwen.com