用纳米钻石修饰的 perfluorinated copolymers 的膜的电化学特性和结构
Vasily T Lebedev1, Yuri V Kulvelis1, Alexandr V Shvidchenko2
1Petersburg Nuclear Physics Institute Named by B.P. Konstantinov of National Research Center "Kurchatov Institute", 188300 Gatchina, Russia.
Membranes
|November 24, 2023
概括
经过气和纳米钻石修改的质子导电膜显示出增强的导电性. 带正电荷的纳米钻石通过在Aquivion®类型的共聚物中与硫酸组形成更好的接口来改善离子运输.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 电化学 电化学 电化学
- 纳米技术 纳米技术
背景情况:
- 质子导电膜对于燃料电池等电化学装置至关重要.
- Aquivion®型共聚合物提供了一个有前途的基材,但它们的导电性可以进一步优化.
- 纳米钻石是由于其独特的表面化学和尺寸而改变膜性质的新方法.
研究的目的:
- 设计和研究基于Aquivion®类型材料的质子导电膜,这些材料使用爆炸纳米钻石进行了修改.
- 探索纳米钻石上的不同功能组如何影响膜结构和离子导电性.
- 为了建立复合结构和质子导电性之间的相关性.
主要方法:
- 通过分散引爆纳米钻 (0.25-5.0重量) 来制备复合膜. %) 具有不同的功能组 (H,OH,COOH,F) 变成Aquivion®类型的共聚物.
- 通过溶液造,溶剂去除和热处理来制造 -SO3H离子群的膜制造.
- 使用中子散射实验对质子导电性和结构特征的分析.
主要成果:
- 具有和的表面和正电荷的纳米钻石显著增加了质子导电性.
- 负电荷的纳米钻石增强了与硫酸组的导电接口,与负电荷的碳酸纳米钻石不同.
- 化纳米钻石通过破坏离子通道连接来大大降低导电性,即使在低度 (1重量) 中也是如此. 百分之一). %).
结论:
- 纳米钻石的功能化对于定制复合膜中的质子导电性至关重要.
- 气和,正电荷的纳米钻石有效地增强了基于Aquivion®的膜中的质子运输.
- 了解纳米钻石-共聚合物接口和离子通道网络是优化膜性能的关键.
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