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离子液体填充质子交换膜的制备及性能研究的任务书
任务书
I.研究背景
离子液体因其具有高溶解度、高电导率、无挥发性和可调性等特点，已成为一种新型的绿色溶媒和电解质，在催化、能源、化学品合成等领域有着广泛的应用和发展前景。而质子交换膜在燃料电池、电解水、电解氢、酸碱电池等能源转化和储存领域中有着重要的地位，其导电性能和稳定性直接影响着电化学反应的效率和耐久性。因此，将离子液体与质子交换膜结合，形成离子液体填充质子交换膜，其性能优异，具有很大的应用前景。
II.研究任务
本研究旨在制备离子液体填充质子交换膜，并研究其导电性能和稳定性等性能指标。具体研究任务如下：
1.离子液体选取：根据质子交换膜的特性，选择具有良好溶解性和稳定性的离子液体，并进行表征和分析。
2.质子交换膜制备：采用自组装、氧化、刻蚀等方法制备质子交换膜。
3.离子液体填充质子交换膜制备：将离子液体与质子交换膜结合，制备离子液体填充质子交换膜。
4.性能测试：对离子液体填充质子交换膜进行性能测试，包括导电性能、稳定性等指标的测试和分析。
III.研究方法
1.离子液体的选择和表征：选取多种离子液体，并采用红外光谱、核磁共振等技术对其进行表征。
2.质子交换膜的制备：采用自组装法、氧化法或刻蚀法制备双层或三层质子交换膜。
3.离子液体填充质子交换膜的制备：将离子液体与质子交换膜结合，采用浸渍法或吹膜法制备离子液体填充质子交换膜。
4.性能测试和分析：采用电化学工作站、扫描电子显微镜等仪器对离子液体填充质子交换膜的导电性能、稳定性等指标进行测试和分析。
IV.研究意义
离子液体填充质子交换膜的研究意义在于：
1.利用离子液体的特性改善质子交换膜的性能，提高燃料电池等能源转化和储存装置的效率和可靠性。
2.拓展离子液体在能源、化工等领域的应用，促进绿色化学的发展和实践。
3.为离子液体和质子交换膜的进一步深入研究奠定基础。
V.成果预期
1.成功制备离子液体填充质子交换膜，并得到其性能指标的测试和分析结果。
2.建立离子液体填充质子交换膜的制备方法，为相关研究提供一定的借鉴和参考。
3.在绿色化学、能源转化和储存等领域推广离子液体和质子交换膜的应用，促进相关领域的发展和进步。
VI.研究计划
时间节点完成任务
前三个月1.离子液体的选取和表征
2.质子交换膜的制备
中间三个月3.离子液体填充质子交换膜的制备
4.性能测试和分析
后三个月5.论文写作和汇报
VII.参考文献
1.Al-Qodah,Z.,Kim,J.,&Jeon,S.(2018).EnhancedprotonconductivityofPFSAmembraneswithpolymer-graftedionicliquidandNafiondopedionicliquid.JournalofMembraneScience,556,41-50.
2.Sun,Y.,Li,B.,Zhao,Y.,Xing,W.,Zhang,S.,&Zhang,X.(2019).FabricationandcharacterizationofnegativelychargedUFmembraneswith1-sulfobutyl-3-methylimidazoliumhydrogensulfateILadditiveforenhancedseparationperformance.ChemicalEngineeringScience,207,143-156.
3.Zhang,D.,Gutmann,J.S.,Feng,H.,Zheng,Y.,&Liao,X.(2019).EnhancementofprotonconductivityofNafionmembraneusingaproticionicliquidwithhydrogenbonds.ElectrochemistryCommunications,102,10-14.