Мембраны на основе PVdF-HFP и алкиламмониевых протонных ионных жидкостей: термические и транспортные свойства

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Методом отливки из раствора получены протонпроводящие мембраны на основе сополимера поли(винилиденфторид-со-гексафторопропилена), допированного гидросульфатом и мезилатом диэтиламмония с различным уровнем допирования. Изучены фазовое поведение полученных мембран, их термическая и электрохимическая стабильность, удельная электропроводность, проведено также ИК-спектроскопическое исследование. Установлено, что допирование протонных ионных жидкостей в сополимер PVdF-HFP приводит к снижению степени его кристалличности. Показано, что все мембраны термически стабильны до 290–300°C, а их проводимость при 145°C варьируется в интервале от 1.6 до 10.4 мСм см–1 в зависимости от уровня допирования.

Об авторах

Л. Э. Шмуклер

Институт химии растворов им. Г.А. Крестова РАН

Email: les@isc-ras.ru
Россия, Иваново

Ю. А. Фадеева

Институт химии растворов им. Г.А. Крестова РАН

Email: les@isc-ras.ru
Россия, Иваново

Н. М. Стельмах

Ивановский государственный химико-технологический университет

Email: les@isc-ras.ru
Россия, Иваново

Л. П. Сафонова

Институт химии растворов им. Г.А. Крестова РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: les@isc-ras.ru
Россия, Иваново

Список литературы

  1. Nakamoto H., Watanabe M. // Chem. Commun. 2007. P. 2539. https://doi.org/10.1039/ B618953A
  2. Tang B., Gondosiswanto R., Hibbert D.B., Zhao C. // Electrochim. Acta 2019. V. 298. P. 413. https://doi.org/. electacta.2018.12.100
  3. Anouti M., Caillon-Caravanier M., Dridi Y. et al. // J. Phys. Chem. B 2008. V. 112. P. 13335. https://doi.org/10.1021/jp805992b
  4. Nair M.G., Mohapatra S.R. // Mater. Lett. 2019. V. 251. P. 148. https://doi.org/10.1016/j.matlet.2019.05.026
  5. Fernicola A., Panero S., Scrosati B. et al. // ChemPhysChem 2007. V. 8. P. 1103. https://doi.org/10.1002/cphc.200600782
  6. Wippermann K., Wackerl J., Lehnert W. et al. // J. Electrochem. Soc. 2015. V. 163. P. F25.https://doi.org/10.1149/2.0141602jes
  7. Lalia B.S., Yamada K., Hundal M.S. et al. // Appl. Phys. A 2009. V. 96. P. 661. https://doi.org/10.1007/s00339-009-5129-y
  8. Lee S.Y., Yasuda T., Watanabe M. // J. Power Sources 2010. V. 195. P. 5909. https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2009.11.045
  9. Nair M.G., Mohapatra S.R., Garda M.-R. et al. // Mater. Res. Express 2020. V. 7. P. 064005. https://doi.org/10.1088/2053-1591/ab9665
  10. Natha A.K., Talukdar R. // Int. J. Polym. Anal. Charact. 2020. V. 25. P. 597. https://doi.org/10.1080/1023666X.2020.1823732
  11. Cao Y., Tan Y.J., Li S. et al. // Nat. Electron 2019. V. 2. P. 75. https://doi.org/10.1038/s41928-019-0206-5
  12. Elwan H.A., Mamlouk M., Scott K. // J. Power Sources 2021. V. 484. P. 229197. https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2020.229197
  13. Siyahjani S., Oner S., Diker H. et al. // J. Power Sources 2020. V. 467. P. 228353. https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2020.228353
  14. Cao J.-H., Zhu B.-K., Xu Y.-Y. // J. Membr. Sci. 2006. V. 281. P. 446. https://doi.org/10.1016/j.memsci.2006.04.013
  15. Kumar S., Singh P.K., Agarwal D. et al. // Phys. Status Solidi A 2022. V. 219. P. 2100711. https://doi.org/10.1002/pssa.202100711
  16. Schauer J., Sikora A., Pliskova M. et al. // J. Membr. Sci. 2011. V. 367. P. 332. https://doi.org/10.1016/j.memsci.2010.11.018
  17. Singha M., Missan H.P.S. // ECS Trans. 2012. V. 50. P. 1199. https://doi.org/10.1149/05002.1199ecst
  18. Fernicola A., Panero S., Scrosati B. // J. Power Sources. 2008. V. 178. P. 591. https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2007.08.079
  19. Фадеева Ю.А., Кузьмин С.М., Шмуклер Л.Э., Сафонова Л.П. // Изв. АН. Сер. хим. 2021. № 1. С. 56. https://doi.org/10.1007/s11172-021-3056-z
  20. Malis J., Mazur P., Schauer J. et al. // Int. J. Hydrogen Energy 2013. V. 38. P. 4697. https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2013.01.126
  21. Terasawa N., Asaka K. // Mater. Today: Proc. 2020. V. 20. P. 265. https://doi.org/10.1016/j.matpr.2019.10.044
  22. Sharma S., Pathak D., Dhiman N., Kumar R. // Surf. Innovations 2017. V. 5. P. 251. https://doi.org/10.1680/jsuin.17.00019
  23. Shmukler L.E., Glushenkova E.V., Fadeeva Yu.A. et al. // J. Mol. Liq. 2019. V. 283. P. 338. https://doi.org/10.1016/j.molliq.2019.03.093
  24. Sharma S., Dhiman N., Pathak D., Kumar R. // Ionics 2016. V. 22. P. 1865. https://doi.org/10.1007/s11581-016-1721-2
  25. Xiang J., Chen R., Wu F. et al. // Electrochim. Acta 2011. V. 56. P. 7503. https://doi.org/10.1016/j.electacta.2011.06.103
  26. Шмуклер Л.Э., Федорова И.В., Груздев М.С. и др. // Изв. АН. Сер. хим. 2019. № 11. С. 2009. https://doi.org/10.1007/s11172-019-2660-7
  27. Cao Y., Mu T. // Ind. Eng. Chem. Res. 2014. V. 53. P. 8651. https://doi.org/10.1021/ie5009597
  28. Singh S.V.K., Singh R.K. // J. Mater. Chem. C 2015. V. 3. P. 7305. https://doi.org/10.1039/C5TC00940E
  29. Dzulkipli M.Z., Karim J., Ahmad A. et al. // Polymers 2021. V. 13. P. 1277. https://doi.org/10.3390/polym13081277
  30. Mishra R., Singh S.K., Gupta H. et al. // Energy Fuels 2021. V. 35. P. 15153. https://doi.org/10.1021/acs.energyfuels.1c02114
  31. Polat K. // Appl. Phys. A: Mater. Sci. Process. 2020. V. 126. P. 497. https://doi.org/10.1007/s00339-020-03698-w
  32. Pandey G.P., Hashmi S.A. // J. Power Sources 2009. V. 187. P. 627. https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2008.10.112
  33. Ribeiro M.C.C. // J. Mol. Liq. 2020. V. 310. P. 113178. https://doi.org/10.1016/j.molliq.2020.113178
  34. Franguelli F.P., Barta-Holló B., Petruševski V.M. et al. // J. Therm. Anal. Calorim. 2021. V. 145. P. 2907. https://doi.org/10.1007/s10973-020-09991-3
  35. Cai X., Lei T., Sun D., Lin L. // RSC Adv. 2017. V. 7. P. 15382. https://doi.org/10.1039/C7RA01267E
  36. Aravindan V., Vickraman P., Kumar T.P. // J. Non-Cryst. Solids 2008. V. 354. P. 3451. https://doi.org/10.1016/j.jnoncrysol.2008.03.009
  37. McGrath L.M., Jones J., Carey E., Rohan J.F. // ChemistryOpen 2019. V. 8. P. 1429. https://doi.org/10.1002/open.201900313
  38. Heacock R.A., Marion L. // Can. J. Chem. 1956. P. 1782. https://doi.org/10.1139/v56-231
  39. Zhong L., Parker S.F. // Roy. Soc. Open Sci. 2018. V. 5. P. 181363. https://doi.org/10.1098/rsos.181363
  40. Майоров В.Д., Волошенко Г.И., Либрович Н.Б. // Хим. физика. 2011. Т. 30. № 4. С. 43. https://doi.org/10.1134/S1990793111020357
  41. Ribeiro M.C.C. // J. Phys. Chem. B 2012. V. 116. P. 7281. https://doi.org/10.1021/jp302091d
  42. Sim L.N., Majid S.R., Arof A.K. // Vib. Spectrosc. 2012. V. 58. P. 57. https://doi.org/10.1016/j.vibspec.2011.11.005

Дополнительные файлы


© Л.Э. Шмуклер, Ю.А. Фадеева, Н.М. Стельмах, Л.П. Сафонова, 2023