含吲哚[3,2-b]咔唑的侧链型磺化聚芳醚质子交换膜的结构设计及其构效关系研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    21805027
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    25.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    B0905.电能源化学
  • 结题年份:
    2021
  • 批准年份:
    2018
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2019-01-01 至2021-12-31

项目摘要

Proton exchange membrane fuel cell (PEMFC) as a clean and efficient new power source has showed broad prospects in many fields, such as military, power stations, mobile and portable devices, and motor vehicles. Proton exchange membrane (PEM), as the core component, has become a hot topic in recent years. In this project, π-conjugated indole[3,2-b]carbazole is introduced into the poly(arylene ether) skeleton through molecular structure design to synthesize a series of adjustable indole[3,2-b]carbazole-based poly(arylene ether) containing flexible pendant sulfonic acids. The poly(arylene ether) system with π conjugated structure is constructed by changing the main chain structure and adjusting the content, location and the length of the alkyl chain of the sulfonic group, to study structure-property-microphase morphology relationship of poly(arylene ether) with π-conjugated structure. The properties of materials are regulated through a reasonable design, expecting to obtain the novel proton exchange membrane with the trade-off between high conductivity, low methanol permeability and good dimensional stability. Then the direct methanol fuel cell performance of the designed membranes will be evaluated. These will provide useful references for designing and preparing high performance proton exchange membranes.
质子交换膜燃料电池(PEMFC)是一种清洁、高效的新型能源,已经在军事、发电站、移动和便携设备、机动车等诸多领域展现出广阔的应用前景。质子交换膜(PEM)作为其核心部件,近年来已经成为化学家们研究的热点。本项目拟通过分子结构设计,将π共轭的吲哚[3,2-b]咔唑引入聚芳醚骨架,合成一系列分子结构可调的含吲哚[3,2-b]咔唑的侧链型磺化聚芳醚质子交换膜。通过改变主链结构和调节侧链磺酸基团含量、位置以及烷基链长度等几方面,构筑含π共轭结构的聚芳醚体系,深入的研究含π共轭的聚芳醚结构-性能-微相形貌之间的构效关系。通过合理的设计实现对材料性能的调控,以期获得高电导率,低甲醇渗透率及良好的尺寸稳定性等多种性能均衡的新型质子交换膜,并对其燃料电池性能进行评价,进而为设计与制备高性能的质子交换膜提供有益参考。

结项摘要

质子交换膜作为DMFC的核心部件之一,在很大程度上决定了电池的整体性能。现今使用的最为广泛的PEM当属杜邦公司生产的Nafion膜,然而由于它的成本昂贵、合成工艺复杂以及阻醇性能差等缺点在一定程度上阻碍了DMFC的发展和应用。本项目从分子结构设计的出发,设计并合成系列新型的含吲哚[3,2-b]咔唑骨架的磺化聚芳醚类质子交换膜,系统的研究磺化聚芳醚系列结构-性能间的构效关系。在此基础上利用功能化的填料对其进一步改性,深入研究复合材料界面可控性及其与微观形貌、性能的内在关系。通过构建π-π相互作用力、构筑酸碱交联网络、功能填料的复合等多种策略平衡质子传导率和甲醇渗透率之间的矛盾,获得综合性能优异的新型质子交换膜,为设计与制备高性能的质子交换膜提供有益参考。协助培养博士生、硕士生共5名,已发表SCI论文13篇,另有多篇文章在写作与投稿中,申请中国发明专利3项,实用新型专利3项,授权2项发明专利,3项实用新型专利。

项目成果

期刊论文数量(13)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(6)
Mechanically robust, nonflammable and surface cross-linking composite membranes with high wettability for dendrite-proof and high-safety lithium-ion batteries
机械坚固、不易燃、表面交联的复合膜,具有高润湿性,适用于防枝晶和高安全性锂离子电池
  • DOI:
    10.1016/j.memsci.2022.120262
  • 发表时间:
    2022-01-18
  • 期刊:
    JOURNAL OF MEMBRANE SCIENCE
  • 影响因子:
    9.5
  • 作者:
    Lin, Guo;Bai, Zhongxiang;Liu, Xiaobo
  • 通讯作者:
    Liu, Xiaobo
The frequency independent functionalized MoS2 nanosheet/poly(arylene ether nitrile) composites with improved dielectric and thermal properties via mussel inspired surface chemistry
频率无关的功能化 MoS2 纳米片/聚(亚芳基醚腈)复合材料通过受贻贝启发的表面化学改善了介电和热性能
  • DOI:
    10.1016/j.apsusc.2019.03.235
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Applied Surface Science
  • 影响因子:
    6.7
  • 作者:
    Wang Yajie;Kai Yuan;Tong Lifeng;You Yong;Huang Yumin;Liu Xiaobo
  • 通讯作者:
    Liu Xiaobo
Quantum dots encoded white-emitting polymeric superparticles for simultaneous detection of multiple heavy metal ions
量子点编码的发白光聚合物超粒子用于同时检测多种重金属离子
  • DOI:
    10.1016/j.jhazmat.2020.124263
  • 发表时间:
    2021-01-27
  • 期刊:
    JOURNAL OF HAZARDOUS MATERIALS
  • 影响因子:
    13.6
  • 作者:
    He, Xiaohong;Jia, Kun;Liu, Xiaobo
  • 通讯作者:
    Liu, Xiaobo
Highly selective sulfonated Poly (arylene ether nitrile) composite membranes containing copper phthalocyanine grafted graphene oxide for direct methanol fuel cell
直接甲醇燃料电池用铜酞菁接枝氧化石墨烯高选择性磺化聚亚芳基醚腈复合膜
  • DOI:
    10.1177/09540083211039412
  • 发表时间:
    2021-11
  • 期刊:
    High Performance Polymers
  • 影响因子:
    2.1
  • 作者:
    Yan Ma;Kaixu Ren;Ziqiu Zeng;Mengna Feng;Yumin Huang
  • 通讯作者:
    Yumin Huang
NH2-MIL-125(Ti) encapsulated with in situ-formed carbon nanodots with up-conversion effect for improving photocatalytic NO removal and H2 evolution
NH2-MIL-125(Ti) 封装有原位形成的碳纳米点,具有上转换效应,可改善光催化 NO 去除和 H-2 析出
  • DOI:
    10.1016/j.cej.2020.127643
  • 发表时间:
    2021-06-15
  • 期刊:
    CHEMICAL ENGINEERING JOURNAL
  • 影响因子:
    15.1
  • 作者:
    He, Youzhou;Luo, Shuang;Liu, Xingyan
  • 通讯作者:
    Liu, Xingyan

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi || "--"}}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year || "--" }}
  • 期刊:
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子:
    {{ item.factor || "--"}}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

其他文献

其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi || "--" }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year || "--"}}
  • 期刊:
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子:
    {{ item.factor || "--" }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}
empty
内容获取失败,请点击重试
重试联系客服
title开始分析
查看分析示例
此项目为已结题,我已根据课题信息分析并撰写以下内容,帮您拓宽课题思路:

AI项目思路

AI技术路线图

相似国自然基金

{{ item.name }}
  • 批准号:
    {{ item.ratify_no }}
  • 批准年份:
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额:
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别:
    {{ item.project_type }}

相似海外基金

{{ item.name }}
{{ item.translate_name }}
  • 批准号:
    {{ item.ratify_no }}
  • 财政年份:
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额:
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别:
    {{ item.project_type }}
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了

AI项目解读示例

课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
关闭
close
客服二维码