Способ получения термостойкой протонпроводящей мембраны

Есть еще 1 страница.

Смотреть все страницы или скачать PDF файл.

Формула / Реферат

Изобретение относится к полимерной химии, а именно: к полимерным материалам с ионной, в частности, протонной проводимостью, которые могут быть использованы для создания химических источников тока, электрохимических генераторов на основе топливных элементов, электролизеров, электрохимических датчиков. Цель изобретения - повышение физико-механической прочности мембраны во влажном состоянии и упрощение технологии ее получения. Способ получения термостойкой протонпроводящей мембраны на основе полимерной сульфокислоты включает обработку полимерной пленки разбавленной кислотой, промывку ее дистиллированной водой. В качестве полимерной сульфокислоты используют полинафтоиленимидсульфокислоту формулы:
с молекулярной массой 40-120 тыс.

Текст

Смотреть все

к полимерным материалам с ионной, в частности, протонной проводимостью, которые могут быть использованы для создания химических источников тока электрохимических генераторов на основе топливных элементов, электролизеров, электрохимических датчиков.Цель изобретения - повышение физико-механической прочности мембраны во влажном состоянии и упрощение технологии ее получения.Способ получения термостойкой протонпроводящей мембраны на основе полимерной сульфокислоты включает обработку полимерной пленки разбавленной кислотой, промывку ее дистиллированной водой. В качестве полимерной сульфокислоты используют полина фтоиленимидсульфокислоту формулык полимерным материалам с ионной, в частности, протонной проводимостью, которые могут быть использованы для создания хи мических источников тока, электрохимических генераторов на основе элементов топливных, электролизеров электрохимических датчиков.Известен способ получения твердополимерных электролитовполисульфокатионитов - на основе полиперфторсульфокислот под общим названием Нафион (1).Однако синтез этих полимеров весьма сложен, состоит из следующих стадий1. Из гексафторпропилена под действием окислителей получают эпоксигексафторпропилен.Одновременно взаимодействием тетрафторэтилена с 5 03 получают циклический сульфон который перегруппировывается в линейную форму и реагирует с эпоксигексафторпропиленом с образованием продуктов присоединения сульфонилфторина.Полученный продукт реагирует с содой, образуя перфторвиниловый эфир сульфовинилфторида который полимеризуется с тетрафторэтиленом образуя смолу.Пленочные мембраны готовят из расплава смолы, затем ихомыляют и обрабатывают кислотой. Полученныетаким образом,твердополимерные мембраны имеют толщину 0,09-0,25 мм, разрушающее напряжение при растяжении составляет 18,3 МПа.Наиболее близкши к изобретению является способ полученияПолучают полимер с молекулярной массой 40-120 тыс. растворимый в А -метилпирролидоне диметилформамиде, диметилацетамиде, диметилсульфоксиде. Из 10-12 ны растворов полимера отли вают прочные эластичные пленки, которые высушивают при комнатной температуре в течение 6-7 часов.Для получения пленочного твердополимерного электролита пленку на основе полинафтоиленимидсульфокислоты выдерживают в растворе 1 М НС 1 в течение суток при комнатной температуре с после дующим промыванием в дистиллированной воде в течение 1-2 суток.Пленочные твердополимерные электролиты на основе полинафто иленимидсульфокислоты структуры (2) в сухом виде устойчивы при нагреве на воздухе до 44000, характеризуются прочностью на разрыв 100 -110 МПа (25 С). После обработки пленки 1 М НС 1 с последующим выдерживанием в дистиллированной воде прочность на раз рыв составляет 30-40 МПа при остаточном содержании влаги 38.Изобретение иллюстрируется следующими примерами.2,790 г (О,01 моль) 4,4 - диаминодифениламин-2-сульфокислоты, 0,4 г (0,01 моль) 14 а 0 Н 2,682 г (001 моль) диангидрида 1,45,8 - нафталинтетракарбоновой кислоты помещают в колбу,снабженную термостатирующей рубашкой, обратным холодильником и механической мешалкой. Приливают 10 мл А/-метилпирролидона, 3,6 мл уксусной кислоты и 1 мл воды, реакцию проводят при 8000.Через 2 часа нагрев прекращают и получают полимер с характерис тической вязкостью 15-2,0 дл/г, растворимый в 3 -метилпирролидоне, диметилсульфоксиде диметилацетамиде, диметилформамиде.Из полученных растворов отливают прочныеэластичнЬкэпленки с прочностью на разрыв 100-110 МПа при относительном удлинении 20. В ИН-спектре полиимида присутствуют следующие сигналы,см 1 1680 (карбонил шестичленного имидного цикла), 1500 (арома тическое кольцо).Пленку полинафтоиленимидсульфокислоты, полученной по примеру 1, толщиной 250 мкм помещают в сосуд с 1 М водным раство ром НС 1 и выдерживают в течение 1 суток (24 часа). После этого ее переносят в стакан с дистиллированной водой и выдерживаютпри перемешивании 24 часа, сменив за это время воду З раза,прочность на разрыв обработанной таким образом влажной мембраны, представляющей собой пленочный твердополимерный электролитПриготовленную по примеру 2 пленку полинафтоиленимидсульфокислоты (250 мкм) помещают между анодом и катодом двухэлек тродной электрохимической ячейки, работающей по принципу водородного анасоса имитируя электрохимический датчик, реагирую щий на концентрацию водорода (1). В качестве материала для анода и катода используют пластины из титана, покрытые, платиновой чернью. При подаче в ячейку водорода на аноде при прило жении к электродам разности потенциалов от внешнего источника тока происходит реакция Н 2 2 2 Н 2 . В присутствии воды протоны гидратируются и под действием электрического поля и градиента концентрации перемещаются через твердополимерный электролит (мембрану) к катоду. На катоде происходит выделение водородаИз начальных наклонов поляризационных кривых, полученных на описанной электрохимической ячейке, рассчитаны значения удельной протонной проводимости пленочных твердополимерных электролитов на основе полинафтоиленимидсульфокислоты (табл.1) в условиях лимитированной подачи водорода (имитация электрохимического датчика водорода). Из таблицы 2 видно, что протонпро водящие мембраны на основе пленки полинафтоиленимидсульфокислоты

МПК / Метки

МПК: C25B 13/08, H05M 4/94, C08J 5/22

Метки: мембраны, термостойкой, получения, способ, протонпроводящей

Код ссылки

<a href="http://kzpatents.com/9-1874-sposob-polucheniya-termostojjkojj-protonprovodyashhejj-membrany.html" rel="bookmark" title="База патентов Казахстана">Способ получения термостойкой протонпроводящей мембраны</a>

Похожие патенты