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研究生:林建樺
研究生(外文):Jian-Hua Lin
論文名稱:填充中孔洞分子篩於固態高分子電解質之合成與鑑定
論文名稱(外文):Synthesis and detection of solid polymer electrolytes doped with mesoporous
指導教授:高憲明
指導教授(外文):Hsien-Ming Kao
學位類別:碩士
校院名稱:國立中央大學
系所名稱:化學研究所
學門:自然科學學門
學類:化學學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2002
畢業學年度:90
語文別:中文
論文頁數:74
中文關鍵詞:固態高分子電解質中孔洞分子篩固態核磁共振
外文關鍵詞:Solid polyner electrolytesMesoporousMCM-41SBA-15Solid State NMR
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近年來,對於聚氧化乙烯(PEO)的研究日益增加,而研究的重點多集中在利用不同的化合物或鹽類,以混摻的方式來改善聚氧化乙烯本身易結晶的缺陷,使得鋰離子自由運動的範圍增加,進而提高固態高分子電解質的離子導電度。本研究是將具有高表面積的中孔洞分子篩作為填充材料,以不同比例的混摻方式加入於固態高分子電解質系統之中,製成新型態的固態複合高分子電解質。
在鑑定方面,利用X-ray粉末繞射儀(X-ray Powder Diffraction)來探討填充材料的特性及混摻對聚氧化乙烯結晶區塊的影響。另外藉由DSC的測量,有助於分析高分子電解質中高分子物性及填充材質對導電度的影響﹔交流阻抗分析法(AC-Impedance)分析在不同的溫度環境下的導電度,進而瞭解混摻比例對導電度的影響。再藉由固態核磁共振(Solid State NMR)的方法,來探討鋰離子在高分子電解質中的傳導機構與混摻不同比例之填充材料對鋰離子所造成的影響。經由實驗的結果分析可以得知,固態高分子電解質的結晶區塊確實會因為混摻加入填充材料而降低比例,而導電度亦會因為混摻加入填充材料而提高,其中則以重量百分比5%∼8%間的混摻比例所測得的導電度較佳。


The effect of addition of mesoporous SBA-15 materials to poly(ethylene oxide) (PEO) complexed with LiClO4 on cation transport properties has been explored by powder X-ray diffraction (XRD), differential scanning calorimetry (DSC), AC impedance, and 7Li solid state NMR methods. The presence of SBA-15 generally increases the ionic conductivity, especially for the addition of 5 wt% of calcined SBA-15 to PEO:LiClO4 electrolyte. The enhancement in conductivity is directly correlated with increased Li diffusivity in the channels of SBA-15. Significantly enhanced conductivity has been obtained using SBA-15 as the filler in the PEO-based electrolytes as compared to that without SBA-15, showing that the addition of mesoporous structured materials in electrolytes is a promising method for improving the ion conductivity of polymer electrolytes. The enhancement in conductivity is directly correlated with increased Li diffusivity in the channels of SBA-15. The NMR results also demonstrate that the increased ionic conductivity is not attributable to a corresponding increase in polymer segmental motion, but most likely a weakening of the polyether-cation associated induced by the nanoparticles.


中文摘要
目錄
圖目錄
表目錄
第一章 緒論
1-1 簡介
1-2 固態高分子電解質
1-3 中孔洞分子篩
1-4 複合材料
第二章 實驗技術與原理
2-1 實驗藥品
2-2 儀器設備
2-3 高分子電解質膜之製備
2-3-1中孔洞分子篩MCM-41之合成
2-3-2中孔洞分子篩MCM-41之修飾
2-3-3混摻Silylated-MCM-41之高分子電解質膜之製備
2-3-4混摻SBA-15之高分子電解質膜之製備
2-4 儀器分析原理及操作條件
2-4-1 微差掃描熱卡計(DSC)
2-4-2 掃描式電子顯微鏡(SEM)
2-4-3 X光粉末繞射(Powder X-ray diffraction, XRD)
2-4-4 交流阻抗(AC Impedance)分析
2-4-5 固態核磁共振儀(Solid state NMR)
第三章 結果與討論
3-1混摻MCM-41於PEO/Li+中之複合高分子電解質膜
3-1-1 Silylated-MCM-41之結構鑑定
3-1-1-1 X-ray粉末繞射(Powder X-ray Diffraction)圖譜分析
3-1-1-2 29Si MAS NMR分析
3-1-2 Silylated-MCM-41混摻PEO/Li+之複合高分子電解質膜
3-1-2-1 X-ray粉末繞射(Powder X-ray Diffraction)圖譜分析
3-1-2-2 掃瞄式電子顯微鏡(SEM)
3-1-2-3 微分掃描熱卡計(DSC)
3-1-2-4 交流阻抗(AC Impedance)分析
3-1-2-5 固態核磁共振光譜(Solid State NMR)分析
7Li Linewidth Measurement
7Li T1 Measurement
3-2 混摻SBA-15於PEO/Li+中之複合高分子電解質膜
3-2-1 微分掃描熱卡計(DSC)
3-2-2 交流阻抗(AC Impedance)分析
3-2-3 固態核磁共振光譜(Solid State NMR)分析
7Li Linewidth Measurement
7Li T1 Measurement
第四章 結論
參考文獻


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