Композитная катионообменная мембрана на основе подложки из поливинилденфторида, заполненной перфторированным сульфосодержащим полимером

Обложка

Цитировать

Полный текст

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

Аннотация

Композитная катионообменная мембрана изготовлена методом заполнения инертной изотропной подложки с трехмерной структурой из нановолокон перфторированным сульфированным полимером. Морфология поверхности и ее структура изучена методом растровой электронной микроскопии. В растворах NaCl определены толщина, обменная емкость, влагосодержание, объемные доли гелевой фазы, концентрационные зависимости удельной электропроводности, диффузионной проницаемости и чисел переноса противоиона мембран. Аналогичные характеристики получены для коммерческой армированной мембраны Nafion® N438. Показано, что разработанная мембрана демонстрирует более высокую селективность по сравнению с коммерческой мембраной. Кроме того, разработанная мембрана имеет низкое электрическое сопротивление, а ее изготовление требует меньшего количества перфторированного сульфированного полимера. Совокупность этих факторов свидетельствует о перспективности разработанной отечественной мембраны и ее потенциальной конкурентоспособности.

Об авторах

М. А. Пономарь

ФГБОУ ВО “Кубанский государственный университет”

Краснодар, 350040, Россия

М. В. Порожный

ФГБОУ ВО “Кубанский государственный университет”

Краснодар, 350040, Россия

В. В. Сарапулова

ФГБОУ ВО “Кубанский государственный университет”

Email: vsarapulova@gmail.com
Краснодар, 350040, Россия

Е. С. Коржова

ООО “Краснодарский компрессорный завод”

ст-ца Динская, Краснодарский край, 353204, Россия

Д. С. Лопатин

ООО “Краснодарский компрессорный завод”

ст-ца Динская, Краснодарский край, 353204, Россия

И. В. Ворошилов

ООО “Краснодарский компрессорный завод”

ст-ца Динская, Краснодарский край, 353204, Россия

Список литературы

  1. Filippov S.P., Yaroslavtsev A.B. // Russ. Chem. Rev. 2021. V. 90. № 6. P. 627–643.
  2. Sengupta S., Lyulin A.V. // J. Phys. Chem. B. 2019. V. 123. № 31. P. 6882–6891.
  3. Cognard G., Ozouf G., Beauger C., Dubau L., López-Haro M., Chatenet M., Maillard F. // Electrochim. Acta. 2017. V. 245. P. 993–1004.
  4. Yampolskii Y.P., Belov N.A., Alentiev A.Y. // Russ. Chem. Rev. 2019. V. 88. № 4. P. 387–405.
  5. Stenina I.A., Yaroslavtsev A.B. // Pure Appl. Chem. 2017. V. 89. № 8. P. 1185–1194.
  6. Vinothkannan M., Son B., Shanmugam S. // J. Mater. Chem. A. 2022. V. 10. № 16. P. 8975–8988.
  7. Baker A.M., Wang L., Johnson W.B., Prasad A.K., Advani S.G. // J. Phys. Chem. C. 2014. V. 118. № 46. P. 26796–26802.
  8. Vinothkannan M., Kim A.R., Ryu S.K., Yoo D.J. // J. Memb. Sci. 2022. V. 649. P. 120393.
  9. Vinothkannan M., Kim A.R., Ramakrishnan S., Yu Y.-T., Yoo D.J. // Compos. Part B Eng. 2021. V. 215. P. 108828.
  10. Grot W. Fluorinated Ionomers. Waltham: Elsevier Inc., 2011. 312 p.
  11. Liu Y., Nguyen T., Kristian N., Yu Y., Wang X. // J. Memb. Sci. 2009. V. 330. № 1–2. P. 357–362.
  12. Wu B., Zhao M., Shi W., Liu W., Liu J., Xing D., Yao Y., Hou Z., Ming P., Gu J., Zou Z. // Int. J. Hydrogen Energy. 2014. V. 39. № 26. P. 14381–14390.
  13. Kusoglu A., Weber A.Z. // Chem. Rev. 2017. V. 117. № 3. P. 987–1104.
  14. Shi S., Weber A.Z., Kusoglu A. // J. Memb. Sci. 2016. V. 516. P. 123–134.
  15. Mukundan R., Baker A.M., Kusoglu A., Beattie P., Knights S., Weber A.Z., Borup R.L. // J. Electrochem. Soc. 2018. V. 165. № 6. P. F3085–F3093.
  16. Robert M., El Kaddouri A., Perrin J.-C., Leclerc S., Lottin O. // J. Electrochem. Soc. 2018. V. 165. № 6. P. F3209–F3216.
  17. Zhang X., Trieu D., Zheng D., Ji W., Qu H., Ding T., Qiu D., Qu D. // Ind. Eng. Chem. Res. 2021. V. 60. № 30. P. 11086–11094.
  18. Lin Q., Sun X., Chen X., Shi S. // Fuel Cells. 2019. V. 19. № 5. P. 530–538.
  19. Zhang H., Shen P.K. // Chem. Soc. Rev. 2012. V. 41. № 6. P. 2382.
  20. Dorenbos G., Morohoshi K. // Energy Environ. Sci. 2010. V. 3. № 9. P. 1326.
  21. Yildirim M.H., Stamatialis D., Wessling M. // J. Memb. Sci. 2008. V. 321. № 2. P. 364–372.
  22. Jagur-Grodzinski J. // Polym. Adv. Technol. 2007. V. 18. № 10. P. 785–799.
  23. Ji Y.-L., Lu H.-H., Gu B.-X., Ye R.-F., Zhou Y., An Q.-F., Gao C.-J. // Chem. Eng. J. 2021. V. 416. P. 129080.
  24. Mollá S., Compañ V., Gimenez E., Blazquez A., Urdanpilleta I. // Int. J. Hydrogen Energy. 2011. V. 36. № 16. P. 9886–9895.
  25. Saleem J., Gao P., Barford J., McKay G. // J. Mater. Chem. A. 2013. V. 1. № 45. P. 14335.
  26. Zhang C., Yue X., Luan J., Lu N., Mu Y., Zhang S., Wang G. // ACS Appl. Energy Mater. 2020. V. 3. № 7. P. 7180–7190.
  27. Hu H., Ding F., Ding H., Liu J., Xiao M., Meng Y., Sun L. // Adv. Compos. Hybrid Mater. 2020. V. 3. № 4. P. 498–507.
  28. Cha J.-E., Cho W.J., Hwang J., Seo D.-J., Choi Y.-W., Kim W.B. // Sci. Rep. 2022. V. 12. № 1. P. 14001.
  29. Miyake J., Watanabe T., Shintani H., Sugawara Y., Uchida M., Miyatake K. // ACS Mater. Au. 2021. V. 1. № 1. P. 81–88.
  30. Коржова Е.С., Лопатин Д.С., Баранов О.А., Ворошилов И.В. Пат. 231738 Протонообменная полимерная мембрана. Россия, 2024.
  31. Yesaswi C.S., Sreekanth P.S.R. // Mater. Today Proc. 2020. V. 27. P. 936–939.
  32. Березина Н.П., Тимофеев С.В., Ролле А.Л., Федорович Н.В., Дюран-Видаль С. // Электрохимия. 2002. Т. 38. № 8. С. 1009–1015.
  33. Gloukhovski R., Tsur Y., Freger V. // Fuel Cells. 2017. V. 17. № 1. P. 56–66.
  34. Berezina N.P., Kononenko N.A., Dyomina O.A., Gnusin N.P. // Adv. Colloid Interface Sci. 2008. V. 139. № 1–2. P. 3–28.
  35. Карпенко Л.В., Демина О.А., Дворкина Г.А., Паршиков С.Б., Ларше К., Оклер Б., Березина Н.П. // Электрохимия. 2001. Т. 37. № 3. С. 328–335.
  36. Pismenskaya N.D., Nevakshenova E.E., Nikonenko V. V. // Pet. Chem. 2018. V. 58. № 6. P. 465–473.
  37. Zabolotsky V.I., Nikonenko V.V. // J. Memb. Sci. 1993. V. 79. № 2–3. P. 181–198.
  38. Sarapulova V., Shkorkina I., Mareev S., Pismenskaya D., Kononenko N., Larchet C., Dammak L., Nikonenko V. // Membranes (Basel). 2019. V. 9. № 7. P. 84.
  39. Sarapulova V.V., Titorova V.D., Nikonenko V.V., Pismenskaya N.D. // Membr. Membr. Technol. 2019. V. 1. № 3. P. 168–182.
  40. Butylskii D., Moroz I., Tsygurina K., Mareev S. // Membranes (Basel). 2020. V. 10. № 3. P. 40.
  41. Sarapulova V., Pismenskaya N., Butylskii D., Titorova V., Wang Y., Xu T., Zhang Y., Nikonenko V. // Membranes (Basel). 2020. V. 10. № 8. P. 165.
  42. Larchet C., Auclair B., Nikonenko V. // Electrochim. Acta. 2004. V. 49. № 11. P. 1711–1717.
  43. Stenina I., Golubenko D., Nikonenko V., Yaroslavtsev A. // Int. J. Mol. Sci. 2020. V. 21. № 15. P. 5517.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2025

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».