（材料学专业论文）自组装燃料电池hpamesosilica无机质子传导电解质研究.pdf

j e 分类号 u d c 学 密 级 学校代码 1 0 4 9 7 劣准程歹犬署 位论文 题目自组装燃料电池望：垒鱼皇墨q ：业盟五扭厦壬佳昱电鲤匮研究 英文s t u d y o ns e l f - a s s e m b l yi n o r g a n i cp r o t o ne x c h a n g em e m b r a n e 题目鱼! 曼! 业煎曼亟! 星堡卫星望地盟鱼曼! 鱼皇! ! 研究生姓名医盐 指导教师姓名廑造挞一职称_ 霄畦盟学位l l 单位名称挝料复金逝这丕国塞重点塞验窒邮编垒三q q z q 申请学位级别亟士学科专业名称挝魁堂 论文提交日期一2 q ! ! 笙垒目 论文答辩日期一 学位授予单位武这理王太堂学位授予日期 j b i i r 、玎 答辩委员会主席堡堑皇评阅人垒呈 压蠢同i 】 2 0 11 年4 月 独创性声明 i i i ttt ti lr lti i ii ii itiii 18 8 0 18 9 本人声明，所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作及 取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外， 论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得 武汉理工大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一 同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说 明并表示了谢意。 签名：堕碴日期：璺! 似l p 学位论文使用授权书 本人完全了解武汉理工大学有关保留、使用学位论文的规定，即： 学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版， 允许论文被查阅和借阅。本人授权武汉理工大学可以将本学位论文的 全部内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或其他复制 手段保存或汇编本学位论文。同时授权经武汉理工大学认可的国家有 关机构或论文数据库使用或收录本学位论文，并向社会公众提供信息 服务。 ( 保密的论文在解密后应遵守此规定) 研究生( 签名) ： 两井 导师( 签名) ： 日期j o 且妒 武汉理工大学硕士学位论文 摘要 贵金属p t 资源短缺与燃料电池电极催化方式的矛盾已经成为质子交换膜燃 料电池产业应用必须逾越的技术瓶颈。2 0 0 7 年全球p t 产量约为6 6 6 百万盎司， 供应缺口已经超过0 2 5 6 百万盎司。运行温度高于1 0 0 的高温燃料电池被认为 可以克服催化剂中毒、加快电极反应速率、简化水热管理系统、降低催化剂中 贵金属p t 的使用量，因而成为燃料电池研究领域的热点之一。然而，当前广泛 应用的全氟磺酸质子交换膜( 如n a t i o n 膜，d u p o n t 公司) 质子传导率严重依赖 液态水，在电池温度升高时由于液态水含量下降电导率很低，因此难以在1 0 0 以上运行。无机质子传导材料近年来逐步进入高温燃料电池研究者的视线，由 于不受玻璃化温度的限制从而具有良好的热稳定性，同时具有良好的质子传导 能力，是一种非常有前景的高温燃料电池用质子传导材料。本文基于之前介孔 s i 0 2 负载磷钨酸这种无机传导材料的研究，利用n a t i o n 作助表面活性剂，采用 静电多相自主装的方法合成了n a t i o n 介孔s i 0 2 磷钨酸无机质子交换膜，研究了 这种无机质子交换膜在低温和高温下的性能。得到以下结论： ( 1 ) 采用自制的测试粉末质子电导率的装置，测试了h p w ( 磷钨酸) ， h p m o ( 磷钼酸) ，h s i w ( 硅钨酸) 三种无机酸的质子电导率，其中h p w 1 7 h 2 0 在 1 5 电导率为o 0 1 5 s c m ，高于h s i w ，与h p m o 相当，但考虑其优越的物理化 学稳定性，所以选取h p w 负载在有序的氧化硅无机质子交换膜上。 ( 2 ) 采用多相静电自组装的方法，利用n a t i o n 作为助表面活性剂合成了高 度有序的n a t i o n 介孑l s i 0 2 磷钨酸电解质，小角x r d 结果表明其高度有序且具有 二维六方孔道结构，孔道直径为6 n m 。场发射s e m 元素分析膜中含有硫、钨等元 素，证明n a t i o n 、磷钨酸在膜中分布均匀。膜在低温和高温都表现出较高的质子 传导率，在2 0 0 ，干态下膜的电导率高达0 0 4 4 s c m 。 ( 3 ) 不同n a t i o n 含量的n a f i o n - s i l i c a - h p w 电解质通过多相静电自组装的方法 制备而成，并对其当结构及性能产生不同程度的影响，当n a t i o n 成分低于3 0 w t 时， n a f i o n - s i l i c a - h p w 电解质拥有高度有序的孔道结构，当n a t i o n 含量增加至4 0 时， 无法形成周期性的有序结构。n a f i o n - s i l i c a - h p w 电解质的吸水率随着n a t i o n 含量的 增加而逐渐降低，最高吸水率接近1 0 0 ，具有较好的高温保水能力，低于 武汉理工大学硕士学位论文 3 0 w t n a f i o n 无机膜在高温和低温均表现出较高的质子传导能力，4 0 w t n a f i o n 含量 的无机膜低温性能突出，但高温性能较差。 关键词：燃料电池；无机质子交换膜；静电自组装；高温；磷钨酸；质子传导率 i i l q 武汉理工大学硕士学位论文 a b s t r a c t c o n t r a d i c t i o nb e t w e e nt h es h o r t a g eo fp r e c i o u sp tm e t a l sa n dt h em e t h o df o r e l e c t r o d ec a t a l y s th a sb e c o m et h eb o t t l e n e c ko fa p p l i c a t i o ni nf u e lc e l l i n d u s t r y i n 2 0 0 7 ，t h eg l o b a lo u t p u to fp tm e t a li so n l ya b o u t6 6 6m i l l i o no u n c e ，a n dt h ed e m a n d a n ds u p p l yg a ph a sa l r e a d yr e a c h e do v e r0 2 5 6m i l l i o no u n c e o p e r a t i o no f p e m f c sa t e l e v a t e dt e m p e r a t u r eh a sb e e nr e c e i v i n gi n c r e a s e da t t e n t i o nb e c a u s ei tw i l le n h a n c e r e a c t i o nk i n e t i c sa tb o t he l e c t r o d e s ，i m p r o v et h ec a r b o nm o n o x i d et o l e r a n c eo f t h ep l a t i n u m c a t a l y s ta tt h ea n o d e ，a n ds i m p l i f yh e a ta n dh u m i d i t ym a n a g e m e n t so fp e m f c s h o w e v e r , a tp r e s e n t , t h em o s tc o m m o n l yu s e dp e r f l u o r i n a t e di o n o m e rp r o t o ne x c h a n g em e m b r a n e s ， e g ，n a t i o n , ap o l y m e rc o m p o s e do fap o l y ( f l u o r o c a r b o n ) b a c k b o n ea n df l u o r o c a r b o ns i d e c h a i n s 诚ls u l f o n i ca c i de n dg r o u p s ，a r el i m i t e dt ob e i n gu s e da tl o wt e m p e r a t u r eb e c a u s e o ft h ee v a p o r a t i o no fw a t e r i n o r g a n i ce l e c t r o l y t es u b j e c t e dt oe l e v a t e dt e m p e r a t u r e m e m b r a n ef o rp e mf u e lc e l l sh a sa t t r a c t e dm u c ho fa t t e n t i o nb e c a u s eo ft h eh i g h t e m p e r a t u r es t a b i l i t ya n dt h el o wd e p e n d e n c eo fc o n d u c t i v i t yo nl i q u i dw a t e r h e r e ，w e h a v er e p o r t e do u rr e s e a r c ha b o u tt h eh i g h l yo r d e r e ds e l f - a s s e m b l e dh p a m e s o o x i d e e l e c t r o l y t ea n dt h ee l e v a t e d - t e m p e r a t u r ep r o t o nc o n d u c t i v eo p e r a t i o n b a s e do nt h o s e r e s e a r c h , w es t u d i e dt h ee l e c t r o c h e m i c a lp e r f o r m a n c ea n dd u r a b i l i t yo fh p wa n d s y n t h e s i z e dt h ep e r i o d i co r d e r e dn a f i o n - s i l i c a - h p we l e c t r o l y t ef o re l e v a t e dt e m p e r a t u r e f u e lc e l l ( 1 ) u s i n gt h eh o m e m a d ed e v i c et ot e s tt h ec o n d u c t i v i t yo fi n o r g a n i cp o w d e r s ，w e h a v et e s t e dt h ep r o t o nc o n d u c t i v i t yo f h p w , h p m o ，h s i w f i n a l l yw ed e c i d et ou s ei - i p w a st h ei n o r g a n i ca c i dt ob ea n c h o r e do nt h em e s o p o m u ss i l i c a , s i n c eh p wh a sh i g h e r c o n d u c t i v i t ya n ds t a b i l i t y ( 2 ) p e r i o d i co r d e r e dn a t i o n s i l i c a - h p we l e c t r o l y t ei ss y n t h e s i z e dt h r o u g haf a c i l e m u l t i p h a s es e l f - a s s e m b l yb e t w e e nt h ep o s i t i v e l yc h a r g e ds i l i c a , n e g a t i v e l yc h a r g e dh p w a c i d sa n dn a t i o ni o n o m e r s t h er e s u l t se x h i b i tu n i f o r mn a n o a r r a y sw i t hl o n g - r a n g eo r d e r o ft h ee l e c t r o l y t e ，t h ed i a m e t r eo ft h ec h a n n e li sa b o u t6 n m e d xm a p p i n go ft h e m e m b r a n ed e m o n s t r a t e dt h a tt h es i l i c aa n dn a t i o ni o n o m e r sd i s p e r s e du n i f o r m l yi nt h e i i i 武汉理工大学硕士学位论文 e l e c t r o l y t e ，w i t hh p wm o l e c u l e si m b e d d e di n t ot h en a n o s t r u c t u r e t h en a f i o n - s i l i c a - h p w e l e c t r o l y t ed i s p l a y sd e s i r a b l ec o n d u c t i v i t ya tb o t hl o wa n de l e v a t e dt e m p e r a t u r e t h e p r o t o nc o n d u c t i v i t yo fn a f i o n - s i l i c a - h p we l e c t r o l y t ea ta b s o l u t e l yd 巧c o n d i t i o no f2 0 0 0 c i s0 0 4 4s c m ( 3 ) p e r i o d i co r d e r e dn a f i o n - s i l i c a - h p we l e c t r o l y t ew i t hv a r i o u sn a t i o nc o n t e n tw a s s y n t h e s i z e dt h r o u g haf a c i l em u l t i p h a s es e l f - a s s e m b l yp r o c e s s t h er e s u l t se x h i b i tu n i f o r m n a n o a r r a y sw i t hl o n g - r a n g eo r d e rw h e nn a t i o nc o n t e n ti nt h ec o m p l e xi sl o w e rt h a n3 0w t w h e nt h ec o n t e n ti n c r e a s e st o4 0 t h en a t i o n - s i l i c a - h p we l e c t r o l y t ec a nn o tb e s y n t h e s i z e dw i t ha no r d e r e ds t r u c t u r e t h ew a t e ru p t a k eo fe l e c t r o l y t ed e c r e a s eg r a d u a a y w i t ht h ei n c r e a s eo f n a t i o nc o n t e n t t h eh i g h e s tv a l u eo f w a t e ru p t a k ei sa sh i g ha s1 0 0 t h ep r o t o nc o n d u c t i v i t yo f n a f i o n s i l i c a - h p we l e c t r o l y t ew i t hn a t i o nc o n c e n t r a t i o nl o w e r t h a n3 0w t d i s p l a y sv e r ys t a b l ec o n d u c t i v i t ya tb o t hl o wa n de l e v a t e dt e m p e r a t u r e c o n d i t i o n s t h ee l e c t r o l y t ew i t h4 0 n a t i o nc o n t e n ta l s oh a se x c e l l e n tp e r f o r m a n c ea tl o w t e m p e r a t u r e ，b u ti tc a n n o tb e a rl l i g ht e m p e m t u r en e a r2 0 0 k e yw o r d s ：f u e lc e l l ；i n o r g a n i cp r o t o ne x c h a n g em e m b r a n e ；s e l f - a s s e m b l y ； e l e v a t e dt e m p e r a t u r e ；h e t e r o p o l y a c i d s ；p r o t o nc o n d u c t i v i t y i v 武汉理工大学硕士学位论文 目录 第1 章绪论l 1 1 高温无机质子交换膜燃料电池的优势1 1 1 1 提高贵金属p t 催化剂的催化效率l 1 1 2 提高燃料电池的环境适应性3 1 1 3 简化电池昂贵的水热管理系统3 1 2 高温无机质子交换膜燃料电池的挑战3 1 3 高温无机质子传导材料研究进展4 1 3 1 小分子无机酸质子传导材料4 1 3 2 含氢无机复合氧化物无机质子传导材料5 1 3 3 无机氧化物陶瓷电解质7 1 3 4k e g g i n 型杂多酸( h p a ) 无机电解质8 1 4 本论文研究的目的和意义1 0 第2 章杂多酸的选择及其电化学性能测试11 2 1 测试无机质子导体粉末质子传导率的装置设计1 1 2 2 测试无机质子交换膜质子传导率及电池性能装置设计1 2 2 3 实验13 2 3 1 试剂和仪器1 3 2 3 2 测试和表征1 3 2 3 3 测试粉末质子传导率装置的可靠性分析。1 4 2 4 测试不同种类杂多酸电导率15 2 4 1 磷钼酸( h 3 m 0 1 2 0 4 0 p 3 1i - 1 2 0 ) 15 2 4 2 硅钨酸( h 4 w 1 2 0 4 0 s i 18 i - 1 2 0 ) 16 2 5 磷钨酸电化学性能测试1 6 2 6 小结1 7 第3 章多相静电自组装法合成高度有序n a f i o n s i 0 2 h p w 高温质子交换膜1 8 3 1 实验1 9 3 1 1 试剂和仪器1 9 武汉理工大学硕士学位论文 3 1 2 实验过程2 0 3 1 3 测试与表征2 0 3 2 结果与讨论2 1 3 2 1n a t i o n s i 0 2 h p w 无机电解质自组装合成机理2 1 3 2 - 2n a t i o n s i 0 2 h p w 无机电解质结构分析2 2 3 2 3n a t i o n s i 0 2 h p w 无机膜饱和增湿电导率和吸水率2 4 3 2 4n a t i o n s i 0 2 h p w 电解质电化学性能分析2 5 3 3 小结2 6 第4 章n a t i o n 含量对n a t i o n s i 0 2 h p w 无机电解质的影响2 7 4 1 实验2 7 4 1 1 试剂和仪器2 7 4 1 2 实验过程2 7 4 1 3 测试与表征一2 8 4 2 结果与讨论2 8 4 2 1n a t i o n 对无机电解质自组装过程的影响2 8 4 2 2n a t i o n 对无机电解质微观形貌的影响3 0 4 2 3n a t i o n 对无机电解质微观有序结构的影响31 4 2 4n a t i o n 对无机电解质吸水率的影响3 3 4 2 5n a t i o n 对无机电解质质子传导率的影响3 4 4 3 小结3 5 第5 章主要结论及展望3 6 致谢3 8 参考文献一3 9 攻读硕士期间所发表论文4 4 武汉理工大学硕士学位论文 第1 章绪论 现如今化石能源消耗正逐渐增大，储量日渐枯竭，且该能源在使用过程中 容易造成环境污染，随着人们环境保护意识的日益增强，人们越来越倾向于使 用环境友好可再生的清洁能源。元素氢在自然界普遍存在，是可再生清洁能源 的载体。科学家认为，氢能在2 1 世纪可能会逐步取代日渐枯竭的煤炭、石油等 化石燃料，成为首选的清洁能源。质子交换膜燃料电池( p r o t o ne x c h a n g e m e m b r a n ef u e lc e l l ，p e m f c ) 可以将储存在氢燃料中的化学能转变为电能，普遍 适用于交通工具动力来源和固定电站电源，有望在随后的一个世纪成为可持续 发展的新兴能源产业，带来能源产业的革命。目前，世界上许多主要国家的相 关科研机构都在积极致力于燃料电池关键材料与系统的研究工作，都力争在燃 料电池领域形成核心竞争力，使得燃料电池相关技术近年来飞速进展。然而， 到目前为止，虽然燃料电池本身作为能量转换装置的技术储备已经日趋成熟， 但是要走向真正的产业化进程，还必须解决昂贵的成本问题，突破贵金属n 作 为催化剂的高使用量与全球n 资源短缺这一矛盾，并进一步解决燃料电池的环 境适应性和可靠性问题。 1 1 高温无机质子交换膜燃料电池的优势 质子交换膜燃料电池在较高温度( 1 0 0 。c ) 运行可以显著提高贵金属n 催化 剂的催化效率、同时可以提高燃料电池的环境适应性并简化电池昂贵的水热管 理系统，因此，高温质子交换膜燃料电池近年来受到研究者们的广泛关注，并 成为燃料电池领域的重要热尉1 。3 1 。 1 1 1 提高贵金属p t 催化剂的催化效率 贵金属n 资源短缺与燃料电池电极催化方式的矛盾已经成为质子交换膜燃 料电池产业应用必须逾越的技术瓶颈，美国能源部( d o e ) 2 0 0 8 年度进展报告( 如 图1 1 ) 指出p t 催化电极的成本已经占到燃料电池系统成本的5 6 ，随着n 资 源的消耗和年产量的制约，质子交换膜燃料电池对p t 的需求将加剧p t 资源短缺 的问题。2 0 0 7 年全球n 产量仅为6 6 6 百万盎司，供应缺口已经超过0 2 5 6 百万 武汉理工大学硕士学位论文 盎司。质子交换膜燃料电池的应用将大大加剧这一供求矛盾。仅以燃料电池车 载发动机为例，2 0 0 7 年世界汽车产量约为7 3 0 0 万辆，按0 3 9 k w 、5 0 k w 辆的 p t 用量来算，车载燃料电池每年对p t 的需求量就高达l x l 0 9 9 ，远远高于全球p t 的产量。 罢 e 娶 善 蔓 图1 1燃料电池系统各组分成本 f i g 1 - l t h ec o s to f af u e lc e l ls y s t e m 加拿大国家研究院( n r c ) 研究发现，在燃料电池运行过程中，n 对氧还原反 应( o r r ) 的电流密度随着温度的上升而急剧上升，当温度从1 2 0 上升至2 0 0 时，o r r 电流密度就上升了两个数量级左右。质子交换膜燃料电池在较高温度 ( 1 0 0 。c ) 运行时氧还原( o r r ) 和氢氧化反应( h o r ) 的催化能力都与温度成指数性 上升关系，大幅度提高质子膜电池的反应温度，从而大幅度提高o r r 和h o r 催化效率，可以从根本上解决p t 催化剂原料短缺的问题。 0 0 1 2 0 0 1 0 分 毽 蛰 n 歹 j i | | j j爹 二。j j o1 0 02 0 03 0 04 0 05 0 0 r e a c t i o nt e m p 。c 图1 2 氧还原电流密度与温度的关系 f i g 1 - 2 t h er e l a t i o n s h i pb e t w e e no r rc u r r e n td e n s i t ya n dt e m p e r a t u r e 2 8 b 4 2 o 吣 o o o o o ，e u e i 气 武汉理工大学硕士学位论文 1 1 2 提高燃料电池的环境适应性 环境适应性是指燃料电池在c o 和硫化物环境中发生的催化剂中毒行为，这 些物质有可能来自大气，也有可能是在燃料电池使用过程中密封材料的老化产 生，无论来自哪里，这些物质一旦吸附在催化剂上就很难解离或者脱附，催化 剂活性也会降低，对燃料电池的产业应用来说是非常大的挑战。然而这种中毒 现象对温度的改变非常敏感，以催化剂p t 为例，在8 0 0 c 运行的全氟磺酸膜燃料 电池中，仅仅2 0 p p m 的c o 就会导致明显的电池性能下降，温度升高至1 2 0 0 c 时，c o 的耐受性提高至1 0 0 0 p p m 左右，2 0 0 0 c 以后n 在3 0 ，0 0 0 p p m c o 条件下 仍然能正常工作【4 】，几乎不会发生c o 中毒的现象，所以大幅度提高燃料电池的工 作温度能有效解决其环境适应性问题。 1 1 3 简化电池昂贵的水热管理系统 传统的低温燃料电池在8 0 左右温度下工作，造成系统内的水存在于液气 两相，如果加湿过高很容易造成电极水淹电极现象，而且电池中水的成分的变 化同样会导致膜的溶胀和收缩，这样会直接造成膜与催化剂接触界面的退化或 膜的破损。所以，有效的水热管理系统是燃料电池必须攻克的问题之一【5 】。 高温运行的燃料电池( 1 0 0 ) ，由于水只以气态形式存在，大大简化了昂贵 的水热管理系统，加强了反应气体的传输；改善了水淹电极的现象；增加催化 剂的反应面积；提高反应物渗透到反应层的能力。此外，质子交换膜在燃料电 池运行过程中所受到的溶胀应力也得以削减。 1 2 高温无机质子交换膜燃料电池的挑战 质子交换膜的高温运行能力主要取决于在电池中分隔燃料、传导质子的电 解质工作温度1 3 】。当前广泛应用的全氟磺酸质子交换膜( 如n 撕o n 膜，d u p o n t 公司) 质子传导率严重依赖液态水，在电池温度升高时由于液态水含量下降电 导率很低，因此难以在1 0 0 以上运行【6 j 。减小全氟磺酸质子传导树脂的侧链长 度可以有效保护磺酸根温度上升时的稳定性，从而使质子交换膜的温度提高到 1 0 0 1 2 0 。c 7 8 1 ；此外，在质子交换树脂中复合具有保水功能的无机氧化物纳米材 料，是提高质子交换膜工作温度的有效途径1 9 ，1 u j ，然而，由于树脂的玻璃化温度 限制，进一步提高全氟磺酸质子传导树脂的温度非常困难。 武汉理工大学硕士学位论文 离子液体化合物，如咪唑、吡咯由于具有较高的热稳定性以及不依赖水的 n h 作为质子传导基团，可以在较高的温度( 1 2 0 2 0 0 ) 工作，然而在燃料电 池中，液体容易随电池运行生成的水流失，而且这种材料的质子传导率相对较 低( h 3 p m o l 2 0 4 0h 4 s i w l 2 0 4 0 ( s i w l 2 ) h 4 p m o l i v 0 4 0 h 4 s i m 0 1 2 0 4 0 h c i ，h n 0 3 。杂多酸的酸性越强，结晶水分子与旷结合能力越强， 从而保证了磷钨酸在杂多酸中不仅拥有超强的酸性的同时也具有突出的质子传 导能力。 ，- 、 a 、_ ， 8 基 絮 旨 h 0 0 7 0 0 5 o 0 6 0 0 0 5 5 0 0 5 0o 0 0 4 5 呈 0 0 4 0 暑 0 0 3 5 ： o 0 3 0 ： q 0 0 2 5 彷 0 0 2 0 昌 o 0 1 5 0 0 1 0 0 5 0 o 图2 5 不同质量压实h s i w 粉末在室温不加湿时的阻抗及质子传导率 f i g 2 5i m p e d a n c ea n dp r o t o nc o n d u c t i v i t yo f t h ec l o s ep a c k e dh s i w p o w d e r s a tr o o mt e m p e r a t u r ew i t h o u th u m i d i f y i n g 2 5 磷钨酸电化学性能测试 如图2 6 所示，磷钨酸在2 5 2 0 0 c 不同阶段( h 3 p w l 2 0 4 0 1 7 h 2 0 ) 表现出不同 的电化学性能，从室温到7 5 ，随着温度的升高电导率不断上升，到7 5 时达 到最高接近0 0 6s c m 1 。由于杂多酸内的结晶水为沸石水，会随着温度的变化自 由进出，当温度升高至1 0 0 。c 以后随着磷钨酸内结晶水的失去，电导率开始有显 1 6 武汉理工大学硕士学位论文 著的下降，接近2 0 0 以后，失去大部分结晶水，但电导率仍有1 0 q 数量级。杂 多酸质子导电性存在着一些规律：一般而言，在低温( 小于1 0 0 ) 下，温度越 高，相同湿度下杂多酸的电导率就越高。但在高温条件下由于结晶水的失去导 致电导率迅速降低。这也表明结晶水数目，相对湿度和温度这些因素中结晶水 的数量是影响杂多酸电导率的关键原因。固体磷钨酸含大量的结晶水，这些结 晶水在杂多阴离子之间形成氢键系统，从而对杂多酸的电导率有显著的影响。 图2 - 6 不同温度下不加湿时h p w 的质子传导率 f i g2 - 6c o n d u c t i v i t yo fh p w a td i f f e r e n tt e m p e r a t u r ew i t h o u th u m i d i f y i n g 2 6 小结 本章利用所设计的测试粉末质子传导率的夹具测试了市售的三种不同二元 k e g g i n 杂多酸，并对选择出的拥有较高质子传导能力和结晶水稳定性的磷钨酸进 行了热稳定性能测试，得出如下结论： 1 ) 所测的三种杂多酸在室温不加湿时的电导率分别为：h 3 p w l 2 0 4 0 1 7 h 2 0 ， h 3 m o l 2 0 4 0 p 3 1 h 2 0 ，i - h w l 2 0 4 0 s i - 1 8 h 2 0 ：0 0 1 5 s c m ，0 1 8s c m ，0 0 0 9s c m ，综合 分析它们的结晶水稳定性、酸性和电导率，选择磷钨酸作为负载在有序无机膜