利用膦酸基与碱性含氮杂环基之间的协同效应设计制备高温质子交换膜

批准号:
21073118
项目类别:
面上项目
资助金额:
34.0 万元
负责人:
严六明
依托单位:
学科分类:
B0302.化学模拟与应用
结题年份:
2013
批准年份:
2010
项目状态:
已结题
项目参与者:
岳宝华、朱素华、张冬芳、邵长乐、冯庆霞、陈晋、邸素清
国基评审专家1V1指导 中标率高出同行96.8%
结合最新热点,提供专业选题建议
深度指导申报书撰写,确保创新可行
指导项目中标800+,快速提高中标率
微信扫码咨询
中文摘要
质子交换膜性能的高温退化是限制质子交换膜燃料电池工作温度的最主要因素,也是影响燃料电池商业开发的瓶颈。利用酸-碱两种高分子复合的方法制备质子交换膜,是提高质子交换膜高温综合性能的重要方法,也是目前最具前景的研究方向之一。本项目将以膦酸基与碱性含氮杂环基之间的协同效应为设计思路,通过量子化学计算筛选具有协同效应的膦酸基和碱性含氮杂环基作为质子交换膜的分子结构基础,设计制备具有良好高温性能的质子交换膜。.具体地说,本项目将首先通过量子化学计算筛选具有协同效应的膦酸基和碱性含氮杂环基,组成基础结构集;第二,以基础结构集为基础设计质子交换膜体系;第三,用分子模拟方法研究质子交换膜体系的动态氢键网络结构及其质子动力学,进一步筛选质子交换膜体系;第四,设计合成路线,制备质子交换膜;第五,实验表征质子交换膜的性质。本项目的最终目标是制备高温性能良好的质子交换膜。
英文摘要
本项目研究质子在酸-碱两性或酸-碱复合体系中的迁移机制,及其有关质子交换膜材料的设计与合成,筛选具有良好发展前景的高温质子交换膜材料。.本项目成果体现在理论和实验研究两个方面。在理论研究和材料设计方面,本项目研究了ABPBI及其磷酸掺杂物的结构与氢键网络、苯并咪唑与不同强度的酸性分子之间的氢键结构与质子迁移、膦酸基对1,2,3-三唑分子互变异构路径的影响及其对质子迁移的促进作用,研究并筛选出有利于氢键网络重排的有机膦酸基团、与膦酸基具有协同质子迁移效应的碱性含氮杂环基团。在此基础上,合成了4-乙烯基-1H-1,2,3-三唑、4-(α-甲基乙烯基)-1H-1,2,3-三唑、2-丁烯基咪唑、三唑基官能团化的4,4’-二氟二苯砜等四种活性单体,以及聚乙烯膦酸、聚环己烯膦酸、膦酸接枝的聚苯乙烯、三唑基接枝的聚苯乙烯、聚(4-乙烯基-1H-1,2,3-三唑)、聚(4-(α-甲基乙烯基)-1H-1,2,3-三唑)等多种酸性和碱性高分子。利用这些高分子材料制备的多种酸-碱两性或酸-碱复合质子交换膜,在高温失水状态下表现出质子迁移的协同效应,具有良好的发展前景。.本项目共发表标注国家自然科学基金资助的论文11篇,出版中文专著1本,英文专著1章,申请国家发明专利7项(其中2项已经授权),在国内、国际学术会议上作学术报告5次,墙报6次。.在本项目的资助下,已经培养1名博士后出站,顺利进入高校工作;1名博士毕业,已晋升副教授;5名硕士毕业,顺利进入深圳华为、中芯国际、上海华力微电子、鲁西化工等大中型企业工作。目前,项目组正培养青年教师1人,博士生1人,研究生9人。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
DOI:10.1021/jp404684e
发表时间:2013-06
期刊:The journal of physical chemistry. B
影响因子:--
作者:B. Yue;Liuming Yan;Shuai-Shuai Han-Shuai;Liqing Xie
通讯作者:B. Yue;Liuming Yan;Shuai-Shuai Han-Shuai;Liqing Xie
An opposite phenomenon to the flying ice cube in molecular dynamics simulations of flexible TIP3P water
柔性TIP3P水分子动力学模拟中与飞冰块相反的现象
DOI:--
发表时间:2013
期刊:Advances in Manufacturing
影响因子:5.2
作者:Liuming Yan;Chao Sun;Huiting Liu
通讯作者:Huiting Liu
Nano-layered LiFePO4 particles converted from nano-layered ferrous phenylphosphonate templates
由纳米层状苯基膦酸亚铁模板转化而成的纳米层状 LiFePO4 颗粒
DOI:10.1016/j.jpowsour.2012.02.072
发表时间:2012-07
期刊:Journal of Power Sources
影响因子:9.2
作者:Chen, Jin;Yan, Liuming;Yue, Baohua
通讯作者:Yue, Baohua
DOI:--
发表时间:2014
期刊:Acta Physico - Chimica Sinica
影响因子:--
作者:韩帅元;岳宝华;严六明
通讯作者:严六明
DOI:10.1016/j.comptc.2012.07.034
发表时间:2012-10
期刊:Computational and Theoretical Chemistry
影响因子:2.8
作者:Xie, Liqing;Yan, Liuming;Sun, Chao;Zhao, Xinluo
通讯作者:Zhao, Xinluo
多尺度模拟研究乏燃料熔盐电解精炼过程铀枝晶形成机理与抑制方法
- 批准号:--
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:54万元
- 批准年份:2022
- 负责人:严六明
- 依托单位:
乏燃料熔盐电解动力学研究
- 批准号:U1630102
- 项目类别:联合基金项目
- 资助金额:68.0万元
- 批准年份:2016
- 负责人:严六明
- 依托单位:
锕系元素熔盐体系的多尺度模拟研究及其在第四代反应堆系统中的应用
- 批准号:21573143
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:64.0万元
- 批准年份:2015
- 负责人:严六明
- 依托单位:
基于膦酸基和1H-1,2,3-三唑基的酸碱两性高温质子交换膜的制备
- 批准号:21376147
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:80.0万元
- 批准年份:2013
- 负责人:严六明
- 依托单位:
水分子在质子交换膜中的电渗迁移的分子动力学模拟研究
- 批准号:20873081
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:22.0万元
- 批准年份:2008
- 负责人:严六明
- 依托单位:
国内基金
海外基金
