Разработка нового подхода к получению гибридных материалов на основе перфторированного сульфосодержащего полимера методом совместного прессования с допантами для топливных элементов и систем водоочистки

Цель: разработка подходов к получению новых функциональных гибридных мембранных материалов методом совместного прессования с допирующими присадками со специальными электрическими и транспортными свойствами, которые имеют потенциальное практическое применение в качестве твердых электролитов в низкотемпературных топливных элементах и системах водоочистки. Проведены механическая обработка гранул Nafion (с группами SO₂F и SO₃H) с помощью сухого помола, варьирование условий (время, температура) обработки с целью получения порошка с различными размерами частиц, характеризация полученных порошков с помощью сканирующей и просвечивающей электронной микроскопии. Получены пленки мембран Nafion методом горячего прессования с варьированием температуры и времени обработки. Прекурсор переведен в форму сульфогрупп. Определена степень набухания и влагосодержания полученных образцов. Изучены механические свойства полученных пленок в сухом и гидратированном состояниях, ионная проводимость мембран в зависимости от температуры и относительной влажности, диффузионная проницаемость растворов кислот, солей и метанола, а также взаимная диффузия катионов через полученные мембраны, и определены числа переноса катионов. Получены гибридные мембраны с фиксированным содержанием различных допантов (гидратированные оксиды поливалентных элементов, кислые соли неорганических гетерополикислот, УНТ) с использованием гранул Nafion (с группами SO₂F и SO₃H) по разработанной методике. Определены размеры внедренных частиц, равномерность их распределения, степень набухания и влагосодержания полученных образцов гибридных мембран. Изучены механические свойства гибридных пленок в сухом и гидратированном состояниях, ионная и электронная (при внедрении УНТ) проводимость гибридных мембран в зависимости от температуры и относительной влажности, диффузионная проницаемость растворов кислот, солей и метанола, а также взаимная диффузия катионов через полученные мембраны, и определены числа переноса катионов.Сопоставлены свойства немодифицированных и гибридных мембран Nafion со свойствами коммерческих аналогов или аналогов, полученных ранее другими методами модификации. Установлено влияние условий получения пленок совместным прессованием с допирующими присадками на свойства мембран.