(44.192.10.166) 您好!臺灣時間:2021/03/06 19:26
字體大小: 字級放大   字級縮小   預設字形  
回查詢結果

詳目顯示:::

我願授權國圖
: 
twitterline
研究生:黃湘君
研究生(外文):Hsiang-chun Huang
論文名稱:P2O5-SiO2奈米纖維之合成及電性探討
論文名稱(外文):Synthesis of P2O5-SiO2 nanofibers and electrical properties study
指導教授:劉世鈞劉世鈞引用關係
學位類別:碩士
校院名稱:國立臺南大學
系所名稱:材料科學系碩士班
學門:工程學門
學類:材料工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2008
畢業學年度:96
語文別:中文
論文頁數:84
中文關鍵詞:P2O5-SiO2奈米纖維放電紡絲
外文關鍵詞:P2O5-SiO2 nanofiberselectrospinning
相關次數:
  • 被引用被引用:0
  • 點閱點閱:243
  • 評分評分:系統版面圖檔系統版面圖檔系統版面圖檔系統版面圖檔系統版面圖檔
  • 下載下載:0
  • 收藏至我的研究室書目清單書目收藏:0
矽磷酸鹽玻璃是近年來被廣為研究的質子導體材料之一,此材料有化學穩定性、機械穩定性,在低溫下有高導電性等特性,可應用在燃料電池的電解質、溼氣感測、氫氣感測等。本研究以四乙氧基矽烷(Tetraethyl orthosilicate,TEOS)當SiO2的前驅物、三甲基磷酸鹽(Trimethyl phosphate,TMP)當P2O5的前驅物、乙醇當溶劑、HCl當催化劑,以溶膠凝膠法(Sol-Gel)搭配新穎的放電紡絲(electrospinning)技術合成一維的P2O5-SiO2奈米纖維,控制三甲基磷酸鹽的含量,製備出不同磷含量的不織布型態薄膜,此薄膜經過450℃~600℃的熱處理後,透過交流阻抗分析探討所製備的P2O5-SiO2奈米纖維中,磷含量、不同孔洞屬性對導電性的影響;其次,再透過SEM、XRD、BET、FTIR等儀器量測。由實驗結果得知製備的P2O5-SiO2奈米纖維直徑約130~180奈米,此材料為amorphous結構,比表面積約283m2/g、孔洞體積約為0.23cm3/g,在25℃、90%RH環境下,導電度為10-6~10-4S/cm。
In recent years, the phosphosilicates glass is one of the proton conducting materials studied extensively. This material has the special characteristics of chemical and mechanical stability, high electronic conduction under the low temperature. It is widespread to apply for electrolytes of fuel cells, humidity sensors, hydrogen sensors, etc. This study is that mainly used tetraethyl orthosilicate and trimethyl phosphate as precursors of SiO2 and P2O5 were dissolved into ethyl alcohol as the solvent with hydrochloric acid as catalyst. The procedure could synthesize one-dimensional P2O5-SiO2 nanofibers by the sol-gel method and electrospinning technique. We can prepare different amount of P2O5 to fabricate Nonwoven thin film, including different content of phosphate under the situation of trimethyl phosphate controlled during the gel synthesis. Then, the effect of conductivity was discussed that after the nanofibers were heat-treated at 450-600℃ in air , to study the different content of P2O5 and pore property under P2O5-SiO2 nanofibers, maked by AC-Impedance analysis. The characteristic of P2O5-SiO2 nanofibers was analysed using SEM、XRD、BET、FTIR instrumental measurement. The results were obtained that the diameter size of nanofibers as amorphous structure, were 130~180 nm. The BET surface area and pore volume of the nanofibers were found to be 283m2/g and 0.23cm3/g. Under 25℃ and 90% RH, the obtained Nonwoven thin film exhibited conductivity of 10-6~10-4 S/cm.
中文摘要 I
Abstract II
誌 謝 Ⅳ
目 次 V
表 次 Ⅸ
圖 次 Ⅹ

1 緒論 1
1-1 研究背景 3
1-1-1 奈米材料 3
1-1-2 電解質薄膜 4
1-1-3 二元矽磷酸鹽的簡介 7
1-1-4 質子傳導機制 7
1-2 研究動機與目的 8
第二章 文獻回顧 10
2-1 修飾的PFSA薄膜 12
2-1-1 添加親水性氧化物之複合物 12
2-1-2 添加無機氧化物之複合物 12
2-1-3 使用無水或低揮發性溶劑 13
2-2 無機/有機複合薄膜 14
2-3 無機矽磷酸鹽薄膜 17
2-3-1 無機矽磷酸鹽薄膜的製備方法 17
2-3-2 影響導電性的因素 21
2-3-3 應用 25
2-4 P2O5-SiO2奈米纖維的製備理論 27
2-4-1 溶膠凝膠法(Sol-Gel) 27
2-4-1-1簡介 27
2-4-1-2 溶膠凝膠法反應機制 27
2-4-1-3 不同磷前驅物的水解縮合反應 29
2-4-2 放電紡絲(electrospinning)技術 31
2-4-2-1放電紡絲的歷史 31
2-4-2-2 放電紡絲的原理 31
第三章 實驗 34
3-1實驗藥品 34
3-2實驗器材與儀器 34
3-3實驗方法 35
3-3-1溶液製備 35
3-3-2放電紡絲實驗流程 35
3-3-2-1放電紡絲實驗步驟 35
3-3-2-2 放電紡絲實驗流程圖 37
3-3-3 樣品之導電性測量 38
3-4交流阻抗分析(AC Impedance Analysis) 39
第四章 結果與討論 44
4-1 P2O5-SiO2奈米纖維SEM分析 44
4-1-1 操作變因-熱處理溫度 44
4-1-2 熱處理溫度對纖維直徑影響的結果與討論 44
4-1-3 操作變因-磷含量 46
4-1-4 磷含量對纖維直徑影響的結果與討論 47
4-2 P2O5-SiO2奈米纖維FTIR分析 48
4-3 XRD分析 51
4-4 微區能量分析(EDS)之結果 53
4-5 BET分析 54
4-6 交流阻抗儀(AC-impendance)分析 55
第五章 結論 61
參考文獻 62
(1)黃如慧、嚴詠聖、鄭敬熹、紀喨勝高分子電解質燃料電池台灣大學化學研究所
(2)Kubo, R. J. J. Phys. Soc. Jpn. 1962, 17, 975.
(3)Iijima, S. Nature 1991, 354, 56.
(4)科學發展2003年7月,367期
(5)董士平,含矽磷酸鹽玻璃於直接甲醇燃料電池的應用,台灣科技大學化學工程系
(6)Zawodzinski, A. T.; Springer, E. T.; Davey, J.; Jestel, R.; Lopez, C.; Valerio, J.; Gottesfeld, S. J. Electrochem. Soc. 1993, 140, 1981.
(7)Hinatsu, T. J.; Mizuhata, M.; Takenaka, H. J. Electrochem. Soc. 1994, 141, 1493.
(8)Daiko, Y.; Kasuga, T.; Nogami, M.; Chem. Mater. 2002, 14, 4624.
(9)Qingfeng, Li.; Ronghuan, He.; Jens Oluf Jensen, and Niels J. Bjerrum Chem. Mater. 2003, 15, 26
(10)Savinell, R.; E.; Yeager, Tryk, D.; Landau, U.; Wainright, J.; Weng, D.; Lux, K.; Litt, M.; Rogers, C. J. Electrochem. Soc. 1994, 141, 46.
(11)Malhotra, S.; Datta, R. J. Electrochem. Soc. 1997, 144, 23.
(12)Heeger, A. F.; MacDiarmid, A. G.; Shirakawa, H.; Louis, E. J.; Chiang, C. K. J. Chem. Soc. Chem. Commun. 1977, 578.
(13)Chiang, C. K.; Park, Y. W. ; Heeger , A. J. et al. J. Chem. Phys. 1978, 69, 5098.
(14)Wright, P. V. Br. Polym. J. 1975, 7, 319.
(15)Armand, M. B. et al., “Second International meeting on Solid Electrolytes Extended Abstracts”, St. Andrews Ecosse, 20~22, Sept 1978.
(16)Armand, M. B. “Fast Ion Transport in Solids”, P. 131, P. Vashishta Ed. North Holland, New York, Sept 1979.
(17)Abe, Y.; Shimakawa, H.; Hench, L.L. J. Non-Cryst. Solids. 1982, 51, 357.
(18)Abe, Y.; Hosono, H.; Ohta, Y.; Hench, L.L. Phys. Rev. B. 1988, 38, 10166.
(19)Kotama,M.; Nakanishi, K.; Hosono, H.; Abe, Y.; Hench, L.L. J. Electrochem. Soc. 1991, 138, 2928.
(20)Abe, Y.; Hosono, H. Lee, W.H.; Kasuga, T. Phys Rev. B. 1993, 48, 15621.
(21)Matsushita, H.; Nagao, R.; Nogami, M.; Kasuga, T.; Hayakawa, T. J. Sol-Gel. Sci. Techn. 2000, 19, 559.
(22)吳千舜,新穎質子交換膜,國立中央大學化學研究所
(23)Qingfeng, Li.; Ronghuan, He,; Jens Oluf Jensen.; Niels J. Bjerrum. Chem. Mater. 2003, 15, 4896.
(24)Watanabe, M.; Uchida, H.; Seki, Y.; Emori, M.; Stonehart, P. J. Electrochem. Soc. 1996, 143, 3847.
(25)Zoppi, R. A.; Yoshida, I. V. P.; Nunes, S. P. Polymer. 1997, 39, 1309.
(26)Zoppi, R. A.; Nunes, S. P. J. Electroanal. Chem. 1997, 445, 39.
(27)Adjemian, K. T.; Lee, S. J.; Srinivasan, S.; Benziger, J.; Bocarsly, A. B. J. Electrochem. Soc. 2002, 149, A256.
(28)Grot, W. G.; Rajendran, G. U.S. Patent 5,919,583, 1999.
(29)Yang, C.; Srinivasan, S.; Arico , A. S.; Creti, P.; Baglio, V.; Antonucci, V. Electrochem. Solid-State Lett. 2001, 4, A31.
(30)Staiti, P.; Arico, A. S.; Baglio, V.; Lufrano, F.; Passalacqua, E.; Antonucci, V. Solid State Ionics 2001, 145, 101.
(31)Yeo, R. S. Polymer. 1980, 21, 432.
(32)Florjanczyk, Z.; Wielgus-Barry, E.; Poltarzewski, Z. Solid State Ionics.
2001, 145, 119.
(33)Kimmerle; F. M.; Breault, R. Can. J. Chem. 1980, 58, 2225.
(34)Aldebert, P.; Guglielmi, M.; Pineri, M. Br. Polymer 1991, 23, 399.
(35)Gebel, G.; Aldebert, P.; Pineri, M. Polymer 1993, 34, 333.
(36)Savinell, R.; Yeager, E.; Tryk, D.; Landau, U.; Wainright, J.;Weng, D.; Lux, K.; Litt, M.; Rogers, C. J. Electrochem. Soc. 1994, 141, L46.
(37)Doyle, M.; Choi, S. K.; Proulx, G. J. Electrochem. Soc. 2000, 147, 34.
(38)Sun, J.; Jordan, L. R.; Forsyth, M.; MacFarlane, D. R. Electrochim.
Acta 2001, 46, 1703.
(39)Honma, I.;Nomura, S.;Sugimoto, T.;Nakajima, H. J. Electrochem. Soc. 2002, 149, A953.
(40)Staiti, P. J. New Mater. Electrochem. Syst. 2001, 4, 181.
(41)Bonnet, B.; Jones, D. J.; Roziere, J.; Tchicaya, L.; Alberti, G.; Casciola, M.; Massinelli, L.; Baner, B.; Peraio, A.; Ramunni, E. J. New Mater Electrochem. Syst. 2000, 3, 87
(42)Tadashi, U.; Kenji, O.; Hiroshi, M.; Takashi, M. Macromolecules 2002, 35, 9156.
(43)Tadanaga, K.; Yoshida, H.; Matsuda, A.; Minami, T.; Tatsumisago, M. Chem. Mater. 2003, 15, 1910.
(44)Yamada, M.; Honma, I. J. Phys. Chem. B. 2006, 110, 20486.
(45)Abe, Y.; Nogami, M. Li.; Kasuga, T.; Hench, L. L. J. Electrochem. Soc. 1996, 143, 144.
(46)Nishiyama, N.; Kaihara, J.; Nishiyama, Y.; Egashira, Y.; Ueyama, K. Langmuir. 2007, 23, 4746.
(47)Nogami, M.; Nagao, R.; Wong, C.; Kasuga, T.; Hayakawa, T. J. Phys. Chem. B. 1999, 103, 9468.
(48)Nogami, M.; Li, H.; Daiko, Y.; Mitsuoka, T. J. Sol-Gel. Sci. Techn. 2004, 32, 185.
(49) Wang, C. ; Nogami, M. Mater. Lett. 2000, 42, 225.
(50)Nogami, M.; Nagao, R.; Makita, K.; Abe, Y. Appl. Phys. Lett. 1997, 71, 1323.
(51)Nogami , M.; Abe, Y. Phys. Rev. B55 1997, 12108.
(52)Wang , C.; Nogami, M.; Abe, Y. J. Sol-Gel. Sci. Techn. 1999, 14, 273.
(53)Nogami, M.; Matsushita, H.; Kasuga, T.; Hayakawa, T. Electrochem. Solid. St. 1999, 2, 415.
(54)Matsushita, H.; Nagao, R.; Nogami, M.; Kasuga, T.; Hayakawa, T. J. Sol-Gel. Sci. Techn. 2000, 19, 559.
(55)Daiko, Y. ; Kasuga, T. ; Nogami, M. Chem. Mater. 2002, 14, 4624.
(56)Nogami, M.; Daiko, Y.; Goto, Y.; Usui, Y.; Kasuga, T. J. Sol-Gel. Sci. Techn. 2003, 26, 1041.
(57)Kreuer, K. D. Chem. Mater. 1996, 8, 610.
(58)Walcarious, A. Chem. Mater. 2001, 13, 3351.
(59)Alberti, G.; Casciola, M. Solid State Ionics 2001, 145, 3.
(60)Bagley, B. G.; Quinn, W. E.; Khan, S. A.; Barboux, P. ; Tarascon, J. M. J. Non-Cryst. Solids. 1990, 121, 454.
(61)V. Berger, Curr. Opin. Solid. State. Mater. Sci. 1999, 4, 209..
(62)Lee, B. I.; Cao, Z.; Sisk, W. N.; Hudak, J.; Samuels, W. D.; Exarhos, G. Mater. Res. Bull. 1997, 32, 1285.
(63)Matsuda, A.; Kanzaki, T.; Kotani, Y.; Tatsumisago, M.; Minami, T. Solid State Ionics. 2001, 139, 113.
(64)Aparicio, M.; Klein, L.C. J. Sol–Gel Sci. Technol. 2003, 28, 199.
(65)Aparicio, M.; Damay, F.; Klein, L.C. J. Sol–Gel Sci. Technol. 2003, 26, 1055.
(66)Jirgensons, B.; Straumanis, M. E.; Colloid Chemistry, McMillan Co. New. York. 1962.
(67)Livage, J.; Barboux, P.; Vandenborre, M.T.; Schmutz, C.; Taulelle, E. J. Non-Cryst. Solids. 1992, 147-148, 18.
(68)Vandenborre, M.T.; Maquet, J.; Livage, J. J.Chim. Phys. 1994 , 91, 329.
(69)Szu, S.E.; Klein, L.C.; Greenblatt, M. J. Non-Cryst. Solids. 1992, 143, 21.
(70)Andreas Greiner and Joachim H. Wendorff. Angew. Chem. Int. Ed. 2007, 46, 5670.
(71)G. M. Bose, Recherches sur la cause et sur la veritable theorie de l,electricite, Wittenberg, 1745.
(72)Lord Rayleigh, Philos. Mag. 1882, 14, 184.
(73)Cooley, J. F. US 692, 631, 1902.
(74)Morton, W. J. US 705, 691, 1902.
(75)Cooley, J. F. US 745, 276, 1903.
(76)K. Hagiwaba, O. Oji-Machi, K. Ku, Jpn 1,699,615, 1929.
(77)Formhals, A. US 1,975,504, 1934.
(78)Taylor, G. I. Proc. R. Soc. London. Ser. A 1964, 280, 383.
(79)Taylor, G. I. J. Fluid Mech. 1965, 22, 1.
(80)Taylor, G. I. Proc. R. Soc. London. Ser. A 1966, 291, 145.
(81)Taylor. G. I. Proc. R. Soc. London. Ser. A 1969, 313, 453.
(82)W. Simm, K. Gosling, R. Bonart, B. von Falkai, GB 1346231, 1972.
(83)Jacobsen, M. Chemiefasern/Textilind. 1991, 36.
(84)Yun, K. S. et.al., PCT Int. Appl. WO 2001089022 2001.
(85)Fong, H.; Chun, I.;Reneker, H. Polymer. 1999, 40, 4585.
(86)Kim, B.; Park, H.; Lee, S. H.; Sigmund, W. M. Materials Letters. 2005, 59, 829.
(87)Kim, Y. S.; Tressler, R. E. J. Mater. Sci. 1994, 29, 2531.
(88)Clayden, N. J.; Esposito, S.; Pernice, P.; Aronne, A. J. Mater. Chem. 2001, 11, 936.
(89) Nogami , M.; Nagao , R.; Wong , Cong. J. Phys. Chem. B 1998, 102, 5772.
(90)Aronne, A.; Turco, M.; bagnasco, G.; Pernice, P.; Serio, M. D.; Clayden, N. J.; Marenna, E.; Fanelli, E. Chem. Mater. 2005, 17, 2081.
QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
第一頁 上一頁 下一頁 最後一頁 top
無相關論文
 
1. 陳密桃、邱上真、黃秀霜、方金雅(2002):國小學童後設語言之研究。高雄師範大學教育系教育學刊,19,1-26。
2. 陳烜之(1987):閱讀中文時的單字偵測歷程。中華心理學刊,29(1),45-50。
3. 胡志偉(1989):中文詞的辨識歷程。中華心理學刊,31(1),33-39。
4. 洪碧霞、邱上真、葉千綺、林素微(2000):國小學童國語文能力成長組型之探討。中國測驗學會測驗年刊,47(1),1-25。
5. 邱琡雅(1996):幼兒圖畫書的欣賞與應用。蒙特梭利雙月刊,7,29-31。
6. 李雪莉(2007年12月):卡住的閱讀:台灣十年為何不如香港四年?天下雜誌,386。2007年12月15日,取自http://reading.cw.com.tw/pages/public/fourm/20071205.htm
7. 李連珠(1991):將圖畫書帶進教室-課堂內的圖畫書。國教之友,43(2),29-36。
8. 呂美娟(2000):基本字帶字識字教學對國小識字困難學生成效之探討。特殊教育研究學刊,18,207-235。
9. 吳武典、張正芬(1984):國語文能力測驗之編製及相關研究。測驗年刊,31,37-52。
10. 曾世杰、簡淑真、張媛婷、周蘭芳、連芸伶(2005):以早期唸名速度與聲韻覺識預測中文閱讀與認字:一個追蹤四年的相關研究。特殊教育研究學刊,28,123-144頁。
11. 齊若蘭、游常山、李雪莉(2003):閱讀-新一代知識革命。台北:天下雜誌。
12. 劉英茂(1978):文句脈絡對詞義學習的影響。中華心理學刊,20,29-37。
13. 劉英茂、莊仲仁、吳瑞屯(1987):中文詞及敘述單位分析原則。中華心理學刊,29(1),51-61。
14. 鄭昭明(1981):漢字認知的歷程。中華心理學刊,23(2),137-153。
15. 蘇友瑞、劉英茂(1996):中文的「詞優」與「字優」效果。中華心理學刊,38(1),11-30。
 
系統版面圖檔 系統版面圖檔