Диплом, курсовая, контрольная работа
Помощь в написании студенческих работ

Синтез и электротранспортные свойства нанокомпозитных материалов на основе фторполимерных мембран и полианилина

Диссертация: Синтез и электротранспортные свойства нанокомпозитных материалов на основе фторполимерных мембран и полианилина
ДиссертацияПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

Автор выражает благодарность Тимофееву С. В. за предоставление образцов фторполимерных мембранФилиппову А.Н. за снимки АСМРолдугину В.И. за данные ТГА, ДСК и ИК-спектроскопии. прекурсор мембраны МФ-4СК), изготовленные в ОАО «Пластполимер» (Санкт-Петербург, Россия), а также композиты на их основе после модифицирования полианилином. Морфология поверхности исследуемых образцов была изучена с помощью… Читать ещё >

Содержание

  • 1. Обзор методов модифицирования перфорированных мембран органическими и неорганическими добавками для различных применений
    • 1. 1. Применение композитных материалов в сепарационных процессах и электрохимических устройствах
    • 1. 2. Применение перфторированных сульфокатионитовых мембран в топливных элементах
      • 1. 2. 1. Механизмы протонной проводимости в катионообменных мембранах
      • 1. 2. 2. Модифицирование ионообменных перфторированных мембран для применения в топливных элементах
    • 1. 3. Особенности химического строения полианилина
    • 1. 4. Методы модифицирования мембран МФ-4СК полианилином и их свойства
  • 2. Анионообменные слои полианилина на незаряженной плёнке Ф-4СФ и их сенсорные свойства
    • 2. 1. Синтез композитных материалов на основе плёнки Ф-4СФ и полианилина
    • 2. 2. Свойства полученных материалов Ф-4СФ/ПАн
    • 2. 3. Транспортные свойства композитной мембраны Ф-4СФ/ПАн
    • 2. 4. Сенсорные свойства композитов Ф-4СФ/ПАн
  • 3. Барьерные слои полианилина в перфторированных мембранах, транспорт ионов и воды в полученных композитах
    • 3. 1. Влияние условий кондиционирования
    • 3. 2. Получение поверхностно-модифицированных композитных мембран
  • З.ЗХарактеризация композитных мембран
  • МФ-4СК/ПАн
    • 3. 3. 1. Исследование термостабильности мембран
    • 3. 3. 2. Электрокинетические и диффузионные свойства полученных композитов МФ-4СК/ПАн
  • 4. Синтез высокоселективных композитов с регулируемой толщиной модифицированного слоя
    • 4. 1. Новый метод синтеза композитов на основе послойного сульфирования плёнки Ф-4СФ
    • 4. 2. Электротранспортные свойства композитов МФ-4СК/ПАн с регулируемой толщиной модифицированного слоя
    • 4. 3. Взаимосвязь проводящих и селективных свойств
  • 5. Модельные параметры для описания морфологии и механизма переноса тока в композитных материалах
    • 5. 1. Процедура определения модельных параметров
    • 5. 2. Анализ параметров модели
  • Выводы

Синтез и электротранспортные свойства нанокомпозитных материалов на основе фторполимерных мембран и полианилина (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

Актуальность темы

Уникальные свойства перфторированных матриц и проводящих полимеров широко используют в настоящее время для изготовления композитных материалов, применяемых в топливных элементах, электромембранных и сенсорных системах, что отражено в работах Сапуриной И. Ю., Ярославцева А. Б., Choi В.G., Wang С.-С. и др. Свойства полученных композитов определяются природой модификатора и самого иономера, используемого в качестве темплатной матрицы. Полианилин (ПАн) считается самым перспективным проводящим полимерным модификатором из-за его легкого синтеза, низкой цены мономера и высокой термической стабильности в сравнении с другими проводящими полимерами. Недостатком ПАн является его низкая механическая устойчивость, что ограничивает его применение. Для преодоления этого недостатка в качестве матрицы для внедрения ПАн, могут быть использованы механически и химически устойчивые материалы, такие как перфторированные полимеры. Известно, что до сих пор не реализовано преимущество перфторированных ионообменных мембран как твёрдого полимерного электролита в топливном элементе (ТЭ) из-за существенного уменьшения их гидрофильности и, следовательно, протонной проводимости при повышении температуры. В процессе работы топливного элемента содержание воды в мембране определяется балансом между транспортом воды с протоном и ее образованием на катоде при электровосстановлении кислорода (проблема «водного менеджмента»).

Введение

ПАн в перфторированные мембраны Нафион и МФ-4СК позволяет управлять переносом воды с протоном при изменении энергетических и температурных режимов работы ячеек топливного элемента. Поиск способов модифицирования перфторированных сульфокатионитовых мембран, обеспечивающих повышение их протонной проводимости и термостойкости, является актуальной проблемой. Поэтому необходимо развивать новые методы синтеза композитных мембран, чтобы улучшить характеристики исходных перфторированных матриц.

Представленные в диссертации исследования поддержаны грантами Российского фонда фундаментальных исследований: № 10−08−758-а (20 102 012) — № 11−08−96 514-рюгц (2011;2012) и Министерства образования и науки РФ г/к № П1359 (2010;2012).

Цель работы: Получение и характеризация композитных мембранных материалов на основе перфторированных матриц и полианилина для выявления возможностей применения в топливных элементах, электродиализаторах-концентраторах или сенсорах.

В связи с этим были поставлены следующие задачи:

• разработать новые методы получения композитов МФ-4СК/ПА.н, применяемых в качестве твёрдого полимерного электролита в топливных элементах, для улучшения протонной проводимости, селективности и термической стабильности этих материалов;

• усовершенствовать способ получения композитных мембран с барьерным слоем полианилина для снижения диффузионной и электроосмотической проницаемости с целью применения в электродиализном концентрировании солевых растворов;

• разработать способ нанесения анионообменных слоев полианилина на поверхность сульфонилфторидной плёнки Ф-4СФ для повышения чувствительности слоёв полианилина к изменению рН-среды;

• выполнить характеризацию полученных композитов на основе измерения концентрационных зависимостей электротранспортных свойств, выявить взаимосвязь между условиями синтеза, структурой и свойствами с помощью подхода, объединяющего трёхпроводную и микрогетерогенную модели переноса ионов.

Объекты и методы исследования. *В работе были исследованы перфторированные мембраны МФ-4СК (партия 29) и плёнка Ф-4СФ.

1 Автор выражает благодарность Тимофееву С. В. за предоставление образцов фторполимерных мембранФилиппову А.Н. за снимки АСМРолдугину В.И. за данные ТГА, ДСК и ИК-спектроскопии. прекурсор мембраны МФ-4СК), изготовленные в ОАО «Пластполимер» (Санкт-Петербург, Россия), а также композиты на их основе после модифицирования полианилином. Морфология поверхности исследуемых образцов была изучена с помощью атомно-силового микроскопа (АСМ) в эталонной нанолаборатории МГУПП (г. Москва) в полуконтактном режиме на приборе «Integra» (НТ-МДТ, Зеленоград). Термогравиметрический анализ (ТГА) полученных материалов проводили на термогравиметрическом анализаторе «TGA Q-500» фирмы ТА Instruments (США). Состояние воды в исходных и композитных мембранах изучали с помощью дифференциальной сканирующей калориметрии (ДСК) на анализаторе «DSC Q-100» фирмы ТА Instruments. ИК-спектры регистрировались на спектрометре «Nicolet 6700» (США) с использованием приставки НПВО. Данные ТГА, ДСК и ИК-спектроскопии были получены в институте физической химии и электрохимии им. А. Н. Фрумкина РАН. УФ-спектры исследуемых образцов регистрировали с использованием спектрофотометра «Hitachi U-2900» (Япония) в НОЦ «Диагностика структуры и свойств наноматериалов» КубГУ. Измерение толщины слоя полианилина в композитах проводили с помощью микроскопа «ERGAWAL», Karl Zeis (Германия) на физико-техническом факультете КубГУ.

Электротранспортные свойства мембран исследовались с помощью комплекса аттестованных методик кафедры физической химии КубГУ, включающих определение удельной электропроводности, диффузионной и электроосмотической проницаемости мембран. Модельные параметры, характеризующие механизмы протекания тока, соотношение объёмных долей проводящих фаз и их пространственную ориентацию были рассчитаны с помощью объединённой микрогетерогенной и трёхпроводной модели, предложенной Н. П. Гнусиным и сотрудниками.

Научная новизна. Впервые выполнен синтез слоёв полианилина на перфторированной незаряженной плёнке Ф-4СФ [40]. Показано, что наноразмерные слои полианилина на Ф-4СФ характеризуются высокой чувствительностью и обратимостью к изменению рН внешнего раствора. Обнаружен барьерный эффект слоя полианилина в композите МФ-4СК/ПАн в растворах соляной кислоты на основании количественной оценки изменения удельной электропроводности, диффузионной и электроосмотической проницаемости. Получены композиты с фиксированным и регулируемым (от 20 до 40 мкм) слоем полианилина. Показано, что с ростом толщины модифицированного слоя наблюдается уменьшение протонной проводимости и диффузионных свойств в среднем на 30%. Обнаружены высокие и стабильные значения протонной селективности в широком интервале концентраций растворов НС1 для композитов с фиксированной толщиной слоя полианилина.

Практическая значимость. Разработаны экспериментальные методы получения серии композитных мембранных материалов МФ-4СК/ПАн. Полученные образцы МФ-4СК/ПА.н с барьерным слоем полианилина использованы в ООО «Инновационное предприятие «Мембранная технология» в процессе электродиализного концентрирования и показано, эффективность процесса электродиализного концентрирования повышается на 25% по сравнению с гетерогенной электродиализной мембраной МК-40 и на 35% по сравнению с гомогенной мембраной МФ-4СК. Методами ДСК и ТГА подтверждена термостабильность и структурирование воды в композитных образцах с полианилином, что позволяет применить их в топливных элементах. Установлено, что композит Ф-4СФ/ПАн является перспективным материалом для применения в сенсорных системах для определения рН-среды. Образец находится на апробации в Испытательной лаборатории УНПК «Аналит» с целью оценки его применения в методическом обеспечении потенциометрических измерений. Разработан способ получения многослойной композитной мембраны Ф-4СФ/ПАн, на который подана заявка на патент РФ. Результаты диссертационной работы внедрены в учебный процесс Кубанского государственного университета и Южно-Российского государственного технического университета, а также использованы в ОАО «Пластполимер» при изготовлении фторполимерных мембранных материалов, которые отвечают требованиям различных потребителей таких материалов.

Положения, выносимые на защиту:

1. Способ нанесения анионообменных слоев полианилина на поверхность гидрофобной незаряженной плёнки Ф-4СФ.

2. Метод получения композитов МФ-4СК/ПАн с фиксированной и регулируемой толщиной слоя полианилина.

3. Комплекс электротранспортных свойств мембран МФ-4СК и МФ-4СК/ПАн, включающий результаты сравнительного исследования их электроосмотических, проводящих, диффузионных и селективных свойств в зависимости от концентрации растворов НС1 и NaCl.

4. Барьерный эффект слоя полианилина к потоку ионов и воды в процессах электроосмотического и диффузионного переноса.

5. Результаты характеризации полученных материалов с помощью набора параметров объединённой трёхпроводной и микрогетерогенной модели для выявления механизма протекания тока через проводящие каналы композита и роли модифицирующего компонента.

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы были представлены на международных конференциях: «Фундаментальные проблемы ионики твёрдого тела» (Черноголовка, 2008) — «Ion transport in organic and inorganic membranes» (Tuapse, 2009, 2010, 2011) — «Идентификация фальсифицированных пищевых продуктов, контроль содержания и безопасности наночастиц в продукции сельского хозяйства и пищевых продуктов» (Москва, 2009) — «Network Young Membrains» (Finland, 2010; Netherlands, 2011) — а также на Всероссийских конференциях: «Мембраны» (Москва, 2007) — «Физико-химические аспекты технологии наноматериалов, их свойства и применение» (Москва, 2009) — «ФАГРАН-2010» (Воронеж, 2010) — «9-й Международный Фрумкинский симпозиум «Материалы и технологии электрохимии 21 века» (Москва, 2010). Доклады по результатам диссертации, сделанные на конференциях в Воронеже («ФАГРАН», 2010), Туапсе 2011 г. и в рамках регионального конкурса «Ярмарка идей» (Краснодар, 2009) были отмечены дипломами.

Публикации. Основное содержание диссертационного исследования отражено в 19 печатных работах, в том числе 4 статьях и 12 тезисах докладов на российских и международных конференциях, имеется один патент и две заявки на изобретение.

Объем и структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, 5 глав, выводов и списка использованных источников. Материал диссертации изложен на 129 страницах машинописного текста, включает 58 рисунков, 5 таблиц, список литературы (174 наименования), акты об использовании результатов.

выводы.

1. Впервые получены композиты с анионообменным слоем полианилина при использовании в качестве базовой матрицы незаряженной перфторированной плёнки Ф-4СФ. Установлено, что наноразмерные слои полианилина в форме эмеральдин-соль характеризуются высокой чувствительностью и обратимостью к изменению рН-среды в диапазоне от 2 до 12 и перспективны для применения в сенсорных системах.

2. Разработаны методы получения композитов на основе МФ-4СК, поверхностно-модифицированных полианилином, и подтверждены барьерные функции слоя полианилина для переноса ионов и воды. Установлено, что в растворах НС1 и ЫаС1 в диапазоне концентраций от 0,1 до 1 моль/л удельная электропроводность и диффузионная проницаемость композитов снижаются на 80% и 50% соответственно, а электроосмотическая проницаемость — в 2 — 3 раза, по сравнению с базовой мембраной МФ-4СК. При этом числа переноса протонов сохраняют высокие значения (0,90 — 0,99). Этот комплекс свойств позволяет повысить эффективность применения композитов в процессах электродиализного концентрирования.

3. Предложен оригинальный метод получения слоёв полианилина с регулируемой толщиной от 20 до 40 мкм путём послойного сульфирования сульфонилфторидной плёнки Ф-4СФ с последующим матричным синтезом полианилина. Отмечено улучшение проводящих и селективных свойств композитов с фиксированным слоем по сравнению с образцами с градиентным распределением полианилина. Эти материалы могут быть рекомендованы в качестве твёрдополимерного электролита в ячейках топливных элементов.

4. Рассчитаны параметры трёхпроводной и микрогетерогенной модели, характеризующие изменения долей переноса тока через структурные фрагменты композитов, объёмных долей проводящих фаз и их пространственную ориентацию. Анализ полученных результатов подтвердил существенную реорганизацию проводящих каналов в процессе модифицирования полианилином, которая является основной причиной оптимизации комплекса электротранспортных свойств полученных материалов.

Показать весь текст

Список литературы

  1. , В.В. Полианилиновый электрод для определения содержания антиоксидантов / В. В. Абаляева, О. Н. Ефимов // Электрохимия. 2002. — Т. 38, № 10.-С. 1212−1215.
  2. , Е.А. Электрохимические методы исследования материалов для электрохимических устройств / Е. А. Астафьев, Н. В. Лысков. -Методическое пособие. Черноголовка: ИПХФ РАН, 2010. 64 с.
  3. , B.C. Топливные элементы. Современное состояние и основные научно-технические проблемы / B.C. Багоцкий, Н. В. Осетрова, A.M. Скундин // Электрохимия. 2003. — Т. 39, № 9. — С. 1027−1045.
  4. , Н.П. Электрохимия мембранных систем. Учеб. пособие. Краснодар: Кубан. гос. ун-т, 2009. 137 с.
  5. , Н.П. Влияние полианилина на перенос тока через структурные фрагменты ионообменных сульфокатионитовых смол и мембран / Н. П. Березина, Н. П. Гнусин, O.A. Демина, JI.A. Анникова // Электрохимия. -2009. -Т.45, № 11.-С. 1325−1332.
  6. , Н.П. Физико-химические свойства ионообменных материалов / Н. П. Березина, H.A. Кононенко, Г. А. Дворкина, Н. В. Шельдешов. Практикум. Краснодар: КубГУ, 1999. — 82 с.
  7. , Н.П. Особенности электротранспортных свойств композитных мембран ПАн/МФ-4СК в растворах серной кислоты / Н. П. Березина, А.А.-Р. Кубайси // Электрохимия. 2006. — Т.42, № 1. — С. 91−99.
  8. , Н.П. Химический темплатный синтез композитных мембран ПАНУМФ-4СК и их сорбционные и проводящие свойства / Березина Н. П., Кубайси А. А.-Р., Алпатова Н. М., Андреев В. Н., Грига Е. И. // Электрохимия. 2004. — Т.40, № 3. — С. 325−333.
  9. , Н.П. Электротранспортные и структурные свойства перфторированных мембран Нафион-117 и МФ-4СК / Н. П. Березина, C.B. Тимофеев, А.-Л. Ролле, Н. В. Федорович, С. Дюран-Видаль // Электрохимия. -2002-Т. 38.-С. 1009−1015.
  10. Н.П. Гибридные материалы на основе перфторированных сульфокатионитовых мембран МФ-4СК и платины / Н. П. Березина, М. А. Черняева, H.A. Кононенко, C.B. Долгополов // Мембраны и мембранные технологии.-2011.-T. 1,№ 1.-С. 37−45.
  11. , Н.П. Барьерные эффекты слоя полианилина в поверхностно-модифицированных мембранах МФ-4СК/полианилин / Березина Н. П., Шкирская С. А., Колечко М. В., Попова О. В., Сенчихин И. Н., Ролдугин В. И. // Электрохимия. 2011. — Т.47, № 9. — С. 1066−1077.
  12. , Н.П. Электротранспорт воды с протоном в нанокомпозитных мембранах МФ-4СК/ПАн / Н. П. Березина, С. А. Шкирская, А.А.-Р. Сычёва, М. В. Криштопа // Коллоидный журнал 2008. — Т. 70, № 4. — С. 437−446.
  13. , В.А. Дифференциальная сканирующая калориметрия в физикохимии полимеров / В. А. Берштейн, В. М. Егоров. Ленинград: Химия, 1990.-256. с.
  14. , Э.Р. Электрические свойства полимеров / Блайт Э. Р., Д. Блур. -М.: Физматлит, 2008. 376с.
  15. , В.Е. Наноматериалы для сенсоров / В. Е. Боченков, Г. Б. Сергеев // Успехи химии. 2007. — Т. 76, № 11. — С. 1084−1093.
  16. , Л.В. Физические методы исследования в химии / Л. В. Вилков, Ю. А. Пентин. М.: Высшая школа, 1987. — 367 с.
  17. Вода в полимерах / Под ред. С. Роуленда. М.: Мир, 1984. — 555 с.
  18. , Н.П. Анализ модельных представлений для расчётов электропроводности ионообменных колонок и мембран / Гнусин Н. П., Анникова Л. А., Демина О. А, Березина Н. П. // Сорбционные и хроматографические процессы. 2007. — Т.7, вып. 5. — С. 746−747.
  19. , Н.П. Особенности электропроводности ионообменных материалов / Н. П. Гнусин, Н. П. Березина // Журн. физ. химии. 1995. — Т. 69, № 12.-С. 2129−2137.
  20. , Н.П. Электропроводность ионообменных колонок / Н. П. Гнусин, Н. П. Березина, В. П. Бекетова, Т. А. Меркулова // Электрохимия. -1977. -Т.13, №.11. С. 1712−1715.
  21. , Н.П. Электрохимия гранулированных ионитов / Н. П. Гнусин,
  22. B.Д. Гребенюк. Киев: Наукова думка, 1972. — 178 с.
  23. , Н.П. Электрохимия ионитов / Н. П. Гнусин, В. Д. Гребенюк, М. В. Певницкая. Новосибирск: Наука, 1972. — 200 с.
  24. , Н.П. Электропроводность ионообменных колонок / Н. П. Гнусин, В. Д. Гребенюк, А. Г. Фомин // Электрохимия. 1966. — Т.2, № 4.1. C.479−487.
  25. , Н. П. Метод расчета модельных параметров ионообменных смол / Н. П. Гнусин, О. А. Демина, Л. А. Анникова // Электрохимия. 2009. -Т. 45, № 4. — С. 522−528.
  26. , Н.П. Физико-химические принципы тестирования ионообменных мембран / Н. П. Березина, O.A. Демина, H.A. Кононенко // Электрохимия. 1996. — Т.32, № 2. — С. 173−182.
  27. , Н.П. Трехпроводная модель и формула Лихтенекера в расчетах электропроводности ионообменных колонок / Н. П. Гнусин, Н. П. Березина, H.A. Кононенко, O.A. Демина, Л. А. Анникова // Журн. физ. химии. 2009. -Т.83, № 1. — С.122−126.
  28. , Н.П. Электротранспорт воды и селективные свойства ионообменных мембран / Н. П. Гнусин, O.A. Демина, Н. П. Березина, С.Б.
  29. Паришков // Теория и практика сорбционных процессов. 1999. — Т.25. — С. 213−220.
  30. , Н.П. Электропроводность ионообменных мембран, измеренная на переменном и постоянном токе / Н. П. Гнусин, O.A. Демина, А. И. Мешечков, И. Я. Турьян // Электрохимия. 1985. — Т.21, № 11. — С. 1525−1529.
  31. , Н.П. Анализ некоторых методов расчета электропроводности ионообменных колонок / Н. П. Гнусин, А. И. Мешечков // Электрохимия. -1980. Т.16, вып.4. — С. 552−555.
  32. , Н.П. Решение задачи электродиффузионного переноса через ионообменную мембрану при произвольной концентрации внешнего раствора / Н. П. Гнусин, С. Б. Паршиков, O.A. Демина // Электрохимия. -1998. Т. 34, № 11.-С. 1316−1319.
  33. , O.A. Влияние армирующей ткани на электротранспортные свойства перфторированных мембран нафион и МФ-4СК / O.A. Дёмина, Н. П. Березина, JI.A. Анникова, A.B. Дёмин, C.B. Тимофеев // Мембраны. Серия крит. технологии. 2007. — № 35. — С. 11−19.
  34. , O.A. Влияние апротонного растворителя на свойства и структуру ионообменных мембран / O.A. Дёмина, A.B. Дёмин, Н. П. Гнусин, В. И. Заболоцкий // Высокомолекулярные соединения. Серия А. 2010. — Т. 52, № 12.-С. 2078−2091.
  35. , О. А. Влияние апротонного растворителя на селективность ионообменных мембран / О. А. Дёмина, А. В. Дёмин, В. И. Заболоцкий, Н. П. Березина // Электрохимия. 2011. — Т. 47, № 7. — С. 811−819.
  36. Добровольский, Ю. А. Успехи в области протонпроводящих полимерных электролитных мембран / Ю. А. Добровольский, П. Джаннаш, Б.
  37. , Н.М. Беломоина, А.Л. Русанов, Д. Ю. Лихачев // Электрохимия. -2007. Т. 43, № 5. — С. 515−527.
  38. , В.И. Перенос ионов в мембранах / В. И. Заболоцкий, В. В. Никоненко. -М.: Наука, 1996.- 392 с.
  39. , А.Г. Полианилин на углеродной основе как анодный катализатор путь к созданию бесплатиновых топливных элементов / А. Г. Забродский, М. Е. Компан, В. Г. Малышкин, И. Ю. Сапурина // Письма в ЖТФ. — 2006. — Т. 32, вып. 17. — С. 50−59.
  40. Заявка на изобретение РФ № 2 011 117 676 Способ получения многослойной композитной мембраны / Березина Н. П., Шкирская С. А., Колечко М. В., Тимофеев C.B. 03.05.2011.
  41. Заявка на полезную модель РФ № 2 011 117 672/05 (26 219), Многослойная композитная мембрана / Березина Н. П., Шкирская С. А., Колечко М. В., Тимофеев C.B. 03.05.2011 (положительное решение).
  42. , А.Н. Спектральные характеристики полианилиновых плёнок при периодическом изменении потенциала / А. Н. Иванов, Ю. А. Кучеренко, A.A. Некрасов, A.B. Ванников // Электрохимия. 1992. — Т. 28, вып. 1. — С. 44−49.
  43. , Л.В. Сравнительное изучение методов определения удельной электропроводности ионообменных мембран / Л. В. Карпенко, O.A. Демина, Г. А. Дворкина, С. Б. Паршиков, К. Ларше, Б. Оклер, Н. П. Березина // Электрохимия. 2001. — Т. 37, № 3. — С. 328−335.
  44. , H.H. Топливные элементы / H.H. Коровин // Соросовский образовательный журнал. 1998. — № 10. — С. 55−59.
  45. , Д.Л. Термический анализ ионообменных материалов / Д. Л. Котова, В. Ф. Селеменев. М.: Наука, 2002. — 156 с.
  46. , A.B. Влияние наноразмерных перестроек в перфторированных сульфокатионитовых мембранах на фотокаталитическую активность иммобилизированных порфаринов / А. В Кривандин, А.Б.
  47. Соловьева, Н. Н Глагольев, О. В. Шаталова, С. Л. Котова, В. Е. Беляев // Мембраны. 2003. — № 17. — С. 16−21.
  48. , A.A. Особенности электротранспортных и структурных свойств нанокомпозитов на основе перфторированных мембран МФ-4СК и полианилина: Дис.. канд. хим. наук. Краснодар, 2006. — 140 с.
  49. , Н.В. Характеризация мембранных материалов методом вольтамперометрии: Дис.. канд. хим. наук. Краснодар, 2006. — 144 с.
  50. , A.A. Композиционные системы полианилин/МФ-4СК с модифицированным поверхностным слоем / A.A. Лысова, И. А. Стенина, Ю. Г. Горбунова, H.A. Кононенко, А. Б. Ярославцев // Электрохимия. 2011. -Т. 47, № 5.-С. 618−624.
  51. , A.A. Асимметричный ионный перенос в перфторированных мембран МФ-4СК, допированных полианилином / A.A. Лысова, И. А. Стенина, C.B. Долгополов, Ю. Г. Горбунова, H.A. Кононенко, А. Б. Ярославцев // Физическая химия. 2009. — Т. 42, № 4. — С. 508−511.
  52. , А.Ф. Промышленный мембранный электролиз / А. Ф. Мазанко, Г. М. Камарьян, О. П. Ромашин. М.: Химия, 1989. — 240 с.
  53. , A.C. Кинетика сополимеризации тетрафторэтилена с перфтор(3,6-диокса-4-метил-7-октен)сульфонилфторидом / A.C. Одиноков, О. С. Базанова, Л. Ф. Соколов, В. Г. Барабанов, C.B. Тимофеев // ЖПХ. 2009. -Т. 82, вып.1.-С. 113−116.
  54. Пат. 2 411 070 РФ, ВО 1Б071/60. Композиционная ионообменная мембрана / Шкирская С. А, Сычёва А.А.-Р, Березина Н. П, Тимофеев С. В, Криштопа М.В.- ФГБОУ «Кубанский государственный университет». № 2 009 131 427/05.
  55. , С. Архитекторы молекул. Л: Лениздат, 1987. — 215 с.
  56. Пул, Ч. Нанотехнологии / Ч. Пул, Ф. Оуэне. М.: Техносфера, 2005. -336 с.
  57. , В.И. Физико-химия поверхности. М.: Интеллект. 2008, 565 с.
  58. , А.Л. Электролитические протонпроводящие мембраны на основе ароматических конденсационных полимеров / А. Л. Русанов, Д. Ю. Лихачев, К. Мюллен // Успехи химии. 2002. -Т. 71, № 9. — С. 862−877.
  59. , И.Ю. Влияние рН на окислительную полимеризацию анилина, морфологию и свойства продуктов / И. Ю. Сапурина, Я. Стейскал // Успехи химии. 2010. — Т. 79, № 12. — С. 1218−1239.
  60. , А.М. Химические источники тока: 210 лет. // А. М. Скундин, Г. Я. Воронков. М.: Поколение, 2010.-352 с.
  61. Справочник химика, том III / Под ред. Б. П. Никольского. М.: Химия, 1965.-1008 с.
  62. , И.П. Нанотехнология: Физикохимия нанокластеров, наноструктур и наноматериалов. М.: Ком Книга. 2006. — 592 с.
  63. , С.Ф. Физикохимия мембранных процессов. М.: Химия, 1988.-240 с.
  64. , И.В. Диффузия растворов в процессе матричного композитных мембран МФ-4СК/полианилин и транспортные свойства полученных материалов/ И. В. Фалина, Н. П. Березина // Высокомолекулярные соединения. Серия Б. 2010. — Т.52, № 4. — С. 715−723.
  65. , Ю.Г. Расчет оптимальных толщин активного слоя кислородного и воздушного катодов топливного элемента с Нафионом платиной / Ю. Г. Чирков, В. И. Ростокин // Электрохимия. 2009. — Т. 45, № 2. -С. 193−202.
  66. , И.М. Обмен ионов ГТ, Na+, К+, Са2+, Mg2+ между перфторполимерными сульфонатными мембранами и водными растворами / И. М. Ширяева, И. В. Розенкова // Журнал прикладной химии. 1998. — Т. 71, № 5.-С. 755−759.
  67. , С. А. Электрокинетические свойства и морфология нанокомпозитных материалов на основе сульфокатионитовых мембран и полианилина: Дис.. канд. Хим. наук. Краснодар, 2008. — 140 с.
  68. , Е.И. Получение изотерм десорбции паров без измерения давления / Е. И. Школьников, В. В. Волков // Доклады Академии Наук.-2001 Т. 378, № 4. — С. 507−510.
  69. Электрохимия полимеров / Под ред. М. Р. Тарасевича, С. Б. Орлова, Е. И. Школьникова и др. М.: Наука, 1990. — 238 с.
  70. , М.Ю. Структурно-обусловленная оптическая активность в плёнках полианилина / М. Ю. Яблоков, В. Ф. Иванов, O.A. Грибкова, A.B. Ванников // Электронный журнал «Исследовано в России». 2004. — С. 15 771 585.
  71. , А.Б. Композиционные материалы с ионной проводимостью от неорганических композитов до гибридных мембран / А. Б. Ярославцев // Успехи химии. — 2009. — Т.78, № 11. — С. 1095−1112.
  72. , А.Б. Химия твёрдого тела. М.: Научный мир, 2009. — 328 с.
  73. , А.Б. Ионообменные мембранные материалы: свойства, модификация и практическое применение / А. Б. Ярославцев, В. В. Никоненко // Российские нанотехнологии. 2009. — Т. 4, № 3−4. — С. 44−65.
  74. Agbor, N.E. Polyaniline thin films for gas sensing / N.E. Agbor, M.C. Petty, A.P. Monkman // Sensors and Actuators B: Chemical. 1995. -V. 28. — P. 173 179.
  75. Ahmad, M.I. Proton conductivity and characterization of novel composite membranes for medium-temperature fuel cells / M.I. Ahmad, S.M. Zaidi, S.U. Rahman // Desalination. 2006. — V.193. — P. 387−397.
  76. Ayad, M.M. Phosphoric acid and pH sensors based on polyaniline films / M.M. Ayad, N.A. Salahuddin, M.O. Alghaysh, R.M. // Current Applied Physics. -2010.-V. 10.-P. 235−240.
  77. Ayad, M.M. Alcohol vapours sensor based on thin polyaniline salt film and quartz crystal microbalance / M.M. Ayad, N.L. Torad // Talanta. 2009. — V. 78, № 4−5.-P. 1280−1285.
  78. Barthet, С. Aspects of the conducting properties of Nafion doped polyaniline / C. Barthet, M. Guglielmi // Electrochimica Acta. 1996. — V. 41. — P. 27 912 798.
  79. Berezina, N.P. Conductivity evolution of nanocomposites MF-4SC/polyaniline in transition from swollen to dry state / N.P. Berezina, I.V. Falina, A.A.-R. Sytcheva // Book of Abstracts ICCMR 10. St. Petersburg. 2011. — P. 41.
  80. Berezina, N. Water electrotransport in membrane systems, experiment and model description / N. Berezina, N. Gnusin, O. Dyomina, S. Timofeyev // J. of Membrane Sci. 1994. — V. 86. — P. 207−229.
  81. Berezina, N.P. Model approach for describing the properties of ion-exchange membranes / N.P. Berezina, N.A. Kononenko, O.A. Demina, N.P. Gnusin // Polymer Science. Series A. 2004. — T. 46, № 6. — C. 672−680.
  82. Berezina, N.P. Characterization of ion-exchange membrane materials: Properties vs structure / N.P. Berezina, N.A. Kononenko, O.A. Dyomina, N.P. Gnusin // Advances in Colloid and Interface.Science. 2008. — V.139. — P.3−28.
  83. Berezina, N.P. Effect of conditioning techniques of perfluorinated sulphocationic membranes on their hydrophylic and electrotransport properties /
  84. N.P. Berezina, S.V. Timofeev, N.A. Kononenko // J. of Membrane Science. -2002. V. 209, № 2. — P. 509−518.
  85. Bhadra, S. Progress in preparation, processing and applications of polyaniline / S. Bhadra, D. Khastgir, N. K. Singha, J. H. Lee // Progress in Polymer Science. -2009.-V. 34.-P. 783−810.
  86. Bockris, J. O'M. Modern electrochemistry / J. O'M. Bockris, A.K.N. Reddy. -2nd ed. Ionics. New York and London: Plenum Press, 1999. — V. 1. — Chapter IV.
  87. Cindrella, L. Membrane electrode assembly with doped polyaniline interlay er for proton exchange membrane fuel cells under low RH conditions / L. Cindrella, A.M. Kannan // J Power Sources. 2009. — V. 193. — P. 447−453.
  88. Deluca, N.W. Polymer electrolyte membranes for the direct methanol fuel cell: a review. / N.W. Deluca, Y.A. Elabd //J Polym. Sei. Part B Polym. Phys. 2006. — V. 44. — P. 2201−2213.
  89. Deng, A.-P. Application of a polyaniline based ammonium sensor for the amperometric immunoassay of a urease conjugated Tal 1 protein / A.-P. Deng, J.-T. Cheng, H.-J. Huang // Analytica Chimica Acta. 2002. — V. 461. — P. 49−55.
  90. D’Epifanio, A. Composite Nafion/sulfated zirconia membranes: effect of the filler surface properties on proton transport characteristics / A. D’Epifanio, M. A.
  91. Navarra, F. C. Weise, B. Mecheri, J. Farrington, S. Licoccia, S. Greenbaum // Chem. Mater. -2010. -V. 22. P. 813−821.
  92. Du, X.S. Facile synthesis of highly conductive polyaniline/graphite nanocomposites X.S. Du, M. Xiao, Y.Z. Meng, European Polymer Journal. 2004. -V. 40.-P. 1489−1493.
  93. Elyashevich, G.K. Properties of polymer conducting thin layers on the surface of microporous polyethylene films / G.K. Elyashevich, V.K. Lavrentyev, I.S. Kuryndin, E.Yu. Rosova // Synthetic Metals. 2001. — V. 119. — P. 277−278.
  94. Garjonyte, R. Amperometric glucose biosensors based on Prussian Blue-and poly aniline-glucose oxidase modified electrodes / R. Garjonyte, A. Malinauskas // Biosensors & Bioelectronics. 2000. — V. 15. — P. 445−451.
  95. Grummt U.-W. Polyaniline based optical pH sensor / U.-W. Grummt, A. Pron, M. Zagorska, S. Lefrant // Analytica Chimica Acta. 1997. — V. 357. — P. 253−259.
  96. Huang, Q.M. Methanol permeability and proton conductivity of Nafion membranes modified electrochemically with polyaniline / Q.M. Huang, Q.L. Zhang, H.L. Huang, W.S. Li, Y.J. Huang, J.L. Luo // Journal of Power Sources. -2008.-V. 184.-P. 338−343.
  97. Inzelt, G. Rise and rise of conducting polymers / G. Inzelt // O. Solid State Electrochem. 2010. — V. 14.-P. 1939−1945.
  98. Ivanov, V.F. Effect of matrix domination in PANI iterpolymer complexes with polyamidosulfonic acids / V.F. Ivanov, O.L. Gribkova, O.D. Omelchenko, A.A. Nekrasov, V.A. Tverskoy, A.V. Vannikov // J. Solid State Electrochem. -2010.-V. 14.-P. 2011−2019.
  99. Iyoda, T. Diaphragmatic Chemical Polymerization of Pyrrole in the Nafion Film / T. Iyoda, A. Ohtani, K. Honda, T. Shimidzu // Macromolecules 1990. — V. 23.-P. 1971−1976.
  100. Jordan, L.R. Electrochemical sensor for acetylene / L.R. Jordan, P. C. Hauser // Anal. Chem. 1997. — V. 69. — P. 2669−2672.
  101. Jung, D.H. Preparation and performance of a Nafion/montmorillonite nanocomposite membrane for direct methanol fuel cell / D.H. Jung, S.Y. Cho,
  102. D.H. Peck, D.R. Shin, J.S. Kim // J Power Sourc. 2003. — V. 118, № 1−2. — P. 205−211.
  103. Karyakin, A. A. Processible polyaniline as an advanced Potentiometrie pH transducer. Application to biosensors / A. A. Karyakin, M. Vuki, L. V. Lukachova,
  104. E. E. Karyakina, A. V. Orlov, G. P. Karpachova, J. Wang // Anal. Chem. 1999. -71.-P. 2534−2540.
  105. Kim, B.C. Preparation and enhanced stability of flexible supercapacitor prepared from Nafion/polyaniline nanofiber /B.C. Kim, J.S. Kwon, J.M. Ko, J.H. Park, C.O. Too, G.G. Wallace // Synthetic Metals. 2010. -V. 160. — P. 94−98.
  106. Kocherginsky, N.M. Polyaniline membrane based Potentiometrie sensor for ascorbic acid, other redox active species and chloride / N.M. Kocherginsky, Z. Wang // Journal of Electroanalytical Chemistry. 2007. — V. 611. — P. 162−168.
  107. Kreuer, K.D. Transport in Proton Conductors for Fuel-Cell Applications: Simulations, Elementary Reactions, and Phenomenology / K.D. Kreuer, S.J. Paddison, E. Spohr, M. Schuster // Chemical Reviews. 2004. — V.104, № 10. — P. 4637−4678.
  108. Langsdorf, B. L. Partitioning and polymerization of pyrrole into perfluorosulfonic acid (Nafion) membranes / B. L. Langsdorf, B. J. MacLean, J. E. Halfyard, J. A. Hughes, P. G. Pickup // J. Phys. Chem. B. 2003. — V. 107. P. 2480−2484.
  109. Laslau, C. Morphological evolution of self-assembled polyaniline nanostuctures obtained by pH-stat chemical oxidation / C. Laslau, Z. D. Zujovic, L. Zhang, G. A. Bowmaker, J. Travas-Sejdic // Chem. Mater. 2009. — V. 21. — P. 954−962.
  110. Lee, S.B. Humidity dependence of carbon monoxide rate in a Nafion based electrochemical cell / S.B. Lee, A. Cocco, D. Keyvani, G.J. Maclay // J. Electrochem. 1995. -V. 142. — P. 157−160.
  111. Li, D. Polyaniline nanofibers: a unique polymer nanostructure for versatile applications / D. Li, J. Huang, R. B. Kaner // Acc. Chem. Res. 2009. — V. 42, № l.-P. 135−145.
  112. Liang, Z. X. New DMFC anode structure consisting of platinum nanowires deposited into a Nafion membrane / Z. X. Liang, T. S. Zhao // J. Phys. Chem. C. -2007.-V. 11 l.-P. 8128−8134.
  113. Lichtenecker, K. Logarithmisches Mischungsgesetz / K. Lichtenecker, K. Rother // Physik. Zeitscher. 1931. — B.32. — S. 255−260.
  114. Lindfors, T. Polyaniline as pH-sensitive component in plasticized PVC membranes / T. Lindfors, S. Ervela, A. Ivaska // Journal of Electroanalytical Chemistry. 2003. — V. 560. — P. 69−78.
  115. Lindfors, T. Raman based pH measurements with polyaniline / T. Lindfors, A. Ivaska // Journal of Electroanalytical Chemistry. 2005. — V. 580. — P. 320 329.
  116. Malmonge, L. A new route to obtain PVDF/PANI conducting blends / L. Malmonge, G. Lopes, S. Langiano, J. Malmonge, J. Cordeiro, L. Mattoso // European Polymer Journal. 2006. — V. 42. — P.3108−3113.
  117. Marcus, Y. The hydration of ions and their effects on the structure of water / Y. Marcus // J. Chem. Soc., Faraday Trans. 1986. — V. 82. — P.233−242.
  118. K.A., Hora C.J., Hopfiger A.J. // Ions in Polymers. 1978. P. 123.
  119. Neburchilov, V. A review of polymer electrolyte membranes for direct methanol fuel cells / V. Neburchilov, J. Martin, H. Wang, J. Zhang // Journal of Power Sources. -2007. V.169. -P.221−238.
  120. Neves, L. A. Methanol and gas crossover through modified Nafion membranes by incorporation of ionic liquid cations / L. A. Neves, I. M. Coelhoso, J. G. Crespo // Journal of Membrane Science.- 2010. V. 360. — P. 363−370.
  121. Nicolas-Debarnot, D. Polyaniline as a new sensitive layer for gas sensors / D. Nicolas-Debarnot, F. Poncin-Epaillard // Analytica Chimica Acta. 2003. — V. 475.-P. 1−15.
  122. Park, Y.-I. Increase of proton conductivity in amorphous phosphate-Nafion membranes / Y.-I. Park, J.-D. Kim, M. Nagai // J. of materials science letters. -2000.-V. 19.-P. 1621−1623.
  123. Park, Y.-S. Low methanol permeable and high proton-conducting Nafion/calcium phosphate composite membrane for DMFC / Y.-S. Park, Y. Yamazaki // Solid State Ionics. 2005. — V. 176. — P. 1079−1089.
  124. Pat. 6 465 120 B1 US. Composite polymer membrane, method for producing the same and solid polymer electrolyte membrane / H. Akita, M. Ichikawa, M. Iguchi, H. Oyanagi, 15.10.2002.
  125. Peighambardoust, S .J. Review of the proton exchange membranes for fuel cell applications / S.J. Peighambardoust, S. Rowshanzamir, M. Amjadi // Int. Journal of Hydrogen Energy. 2010. — V. 35, № 17. — P. 9349−9384.
  126. Pereira, F. Advanced Mesostructured Hybrid Silica-Nafion Membranes for High-Performance PEM Fuel Cell / F. Pereira, K. Valle, P. Belleville, A. Morin, S. Lambert, C. Sanchez // Chem. Mater. 2008. — V. 20. — P. 1710−1718.
  127. Ramya, K. Effect of solvents on the characteristics of Nafion/PTFE composite membranes for fuel cell applications / K. Ramya, G. Velayutham, C.K. Subramaniam, N. Rajalakshmi, K.S. Dhathathreyan // Journal of Power Sources. -2006.-V. 160.-P. 10−17.
  128. Rhee, C. H. Nafion/sulfonated montmorillonite composite: A new concept electrolyte membrane for direct methanol fuel cells / C H. Rhee, K. Kim, H. Chang, J. S. Lee // Chem. Mater. 2005. — V. 17. — P. 1691−1697.
  129. Sancho, T Conductivity in zeolite polymer composite membranes for PEMFCs. / T. Sancho, J. Soler, M.P. Pina //J Power Sourc. — 2007. — V. 169, № 1. — P.92−97.
  130. Sapurina, I. Polyurethane latex modified with polyaniline / I. Sapurina, I. Stejskal, M. Spirkova, J. Kotek, J. Prokes // J. Synthetic metals. 2005. — V. 151. -P. 93−99.
  131. Sata, T. Ion Exchange Membranes. Preparation, characterization, modification and application. Gateshead: The Royal Society of Chemestry, 2004. -350 c.
  132. Sata T. Modification of properties of ion-exchange membranes. III. Interaction between ion exchange membranes and surface active agents // Colloid and Polymer Science. 1978. — V. 256, № 1. — P. 62−77.
  133. Sata, T. Preparation and transport properties of composite membranes composed of cation exchange membranes and polypyrrole / T. Sata, T. Funakoshi, K. Akai // Macromolecules. 1996. — V. 29. — P. 4029−4035.
  134. Sata, T. Studies on cation-exchange membranes having between cations in electrodialysis / T. Sata, T. Sata, W. Yang // J. of Membrane Sci. 2002. — V. 206. -P. 31−60.
  135. Sazou, D. Corrosion inhibition by Nafion-Polyaniline composite films deposited on stainless steel in a two-step process / D. Sazou, D. Kosseoglou // Electrochimica Acta. 2006. — V. 51. — P. 2503−2511.
  136. Sazou, D. Electrochemical synthesis and anticorrosive properties of Nafion®-poly (aniline-co-o-aminophenol) coatings on stainless steel / D. Sazou, M. Kourouzidou // Electrochimica Acta. 2009. — V. 54. — P. 2425−2433.
  137. Shoji, E. Potentiometric Sensors Based on the Inductive Effect on the pKa of Poly (aniline): A Nonenzymatic Glucose Sensor / E. Shoji, M. S. Freund // J. Am. Chem. Soc.-2001.-V. 123,№ 14.-P. 3383−3384.
  138. Sivaraman, P. Electrochemical modification of cation exchange membrane with polyaniline for improvement in permselectivity // P. Sivaraman, J.G. Chavan, A.P. Thakur, V.R. Hande, A.B. Samui // Electrochimica Acta. 2007. — V.52. — P. 5046−5052.
  139. Smitha, B Solid polymer electrolyte membranes for fuel cell applications a review. / B. Smitha, S. Sridhar, A. Khan // J. Membr Sci. — 2005. — V. 259. — P. 10−26.
  140. Tan, S. Characterization and Transport Properties of Nafion/Polyaniline Composite Membranes / S. Tan, D. Be’langer // J. Phys. Chem. B. 2005. — V. 109.-P. 23 480−23 490.
  141. Tan, S. Characterization of cation-exchange/Polianiline composite membrane / S. Tan, A. Laforgue, D. Belanger // Langmuir 2003 — V. 19, № 3. -P. 744−751.
  142. Tan, S. Chemical modification of a sulfonated membrane with a cationic polyaniline layer to improve its permselectivity / S. Tan, V. Viau, D. Cugnod, D. Belanger // Electrochemical and Solid State Letters. 2002. — V. 5, № 11. — P. E55-E58.
  143. Wang J. Anion exchange nature of emeraldine base (EB) polyaniline (PAn) and a revisit of the EB formula // J. Synthetic metals. 2002. — V. 132. — P. 49−52.
  144. Wang, L. Cs2.5Ho.5PWi204o/Si02 as addition self-humidifying composite membrane for proton exchange membrane fuel cells / L. Wang, B.L. Yi, H.M. Zhang, D.M. Xing // Electrochimica Acta. 2007. — V. 52, № 17. p. 5479−5483.
  145. Xia, Y. Fabrication and properties of conductive conjugated polymers/silk fibroin composite fibers / Y. Xia, Y. Lu // Composites Science and Technology. -2008.-V. 68.-P. 1471−1479.
  146. Yang, J. Nafion/polyaniline composite membranes specifically designed to allow proton exchange membrane fuel cells operation at low humidity / J. Yang, P. K. Shen, J. Varcoe, Z. Wei // Journal of Power Sources. 2009. — V. 189. — P. 1016−1019.
  147. Yasuda, A. Mechanism of the sensitivity of the planar CO sensor and its dependency on humidity / A. Yasuda, K. Doi, N. Yamaga, T. Fujioka, S. Kusanagi // J. Electrochem. Soc. 1992. — V. 139. — P. 3224−3229.
  148. Yasuda, A. Electrochemical characteristics of the planar electrochemical carbon monoxide sensor with a perfluorosulfonate ionomer film / A. Yasuda, N. Yamaga, K. Doi, T. Fujioka, S. Kusanagi // Solid State Ionics. 1990. — V. 40−41, Parti.-P. 476−479.
  149. Yavuz, A. G. Substituted polyaniline/chitosan composites: Synthesis and characterization / A. G. Yavuz, A. Uygun, V. R. Bhethanabotla // Carbohydrate Polymers. 2009. — V. 75. — P. 448−453.
  150. Zabolotsky, V.I. Effect of structural membrane in homogeneity on transport properties / V.I. Zabolotsky, V.V. Nikonenko // J. Membr. Sci. 1993. — V.79. -P. 181−198.
  151. Zhang, W. Exfoliated Pt-Clay/Nafion nanocomposite membrane for self-humidifying polymer electrolyte Fuel Cells / W. Zhang, M. K. S. Li, P.-L. Yue, P. Gao // Langmuir. 2008. — V. 24. — P. 2663−2670.
  152. Zhiani, M. Optimization of Nafion content in Nafion-polyaniline nano-composite modified cathodes for PEMFC application / M. Zhiani, H. Gharibi, K. Kakaei //1 international Journal of Hydrogen Energy. 2010. — V. 35, № 17. — P. 9261−9268.
  153. Zhou, X. Determination of pH using a polyaniline-coated piezoelectric crystal /X. Zhou, H. Cha, C. Yang, W. Zhang// Analytica Chimica Acta. 1996-V. 329. — P. 105−109.1. Благодарности
Заполнить форму текущей работой

На отлично!