Lithium-Conducting Nafion Membrane Plasticized with a DMSO–Sulfolane Mixture

R. R. Kayumov; Каюмов Р. Р.; A. P. Radaeva; Радаева А. П.; A. A. Krupina; Крупина А. А.; K. A. Tarusina; Тарусина К. А.; A. N. Lapshin; Лапшин А. Н.; L. V. Shmygleva; Шмыглева Л. В.

doi:10.31857/S0207401X23070099

Lithium-Conducting Nafion Membrane Plasticized with a DMSO–Sulfolane Mixture

Autores: Kayumov R.R.¹, Radaeva A.P.¹, Krupina A.A.¹^,2, Tarusina K.A.¹, Lapshin A.N.¹, Shmygleva L.V.¹
Afiliações:
1. Federal Research Center of Problems of Chemical Physics and Medicinal Chemistry, Russian Academy of Sciences
2. Moscow Institute of Physics and Technology
Edição: Volume 42, Nº 7 (2023)
Páginas: 23-32
Seção: XXXIV СИМПОЗИУМ “СОВРЕМЕННАЯ ХИМИЧЕСКАЯ ФИЗИКА” (СЕНТЯБРЬ 2022 г., ТУАПСЕ)
URL: https://rjpbr.com/0207-401X/article/view/674849
DOI: https://doi.org/10.31857/S0207401X23070099
EDN: https://elibrary.ru/YCALKG
ID: 674849

Citar

Texto integral

Acesso aberto
Acesso é fechado

Acesso está concedido
Acesso é fechado

Acesso é pago ou somente para assinantes

Resumo
Sobre autores
Bibliografia
Arquivos suplementares
Estatísticas

Resumo

The effect of the composition of a binary plasticizing mixture based on dimethyl sulfoxide and sulfolane on the physicochemical properties of the lithium form of the Nafion membrane is studied. To explain the behavior of the electrotransport properties of membranes, experimental studies of intermolecular interactions, thermal behavior, and the ion-transport properties of the obtained lithium-conducting polyelectrolytes are carried out using IR spectroscopy, simultaneous thermal analysis, and impedance spectroscopy. A relationship is found between the shift of the eutectic point to the region of a lower content of sulfolane compared to bulk solvents and the composition of the plasticizer, in which the samples had the best conductivity of 0.76 mS/cm at 30°C.

Palavras-chave

polyelectrolyte, Nafion-Li, aprotic solvent, IR spectroscopy, simultaneous thermal analysis, ionic conductivity

Bibliografia

Fan X., Wang C. // Chem. Soc. Rev. 2021. V. 50. P. 10 486.
Gibbs H.H., Griffin R.N. // Patent 3041317A US. 1962.
Connolly D.J., Gresham W.F. // Patent 3282875 US. 1966.
Kusoglu A., Weber A.Z. // Chem. Rev. 2017. V. 117. P. 987.
Zhu L.Y., Li Y.C., Liu J. et al. // Pet. Sci (China). 2021. V. 19. P. 1371.
Ng W.W., Thiam H.S., Pang Y.L. et al. // Membranes (Basel). 2022. V. 12. № 5. P. 506.
Jiang B., Wu L., Yu L. et al. // J. Membr. Sci. 2016. V. 510. P. 18.
Sanginov E.A., Kayumov R.R., Shmygleva L.V. et al. // Solid State Ionics. 2017. V. 300. P. 26.
Yaroslavtsev A.B., Novikova S.A., Voropaeva D.Y. et al. // Batteries (Basel). 2022. V. 8. P. 162.
Doyle M., Lewittes M.E., Roelofs M.G. et al. // J. Phys. Chem. B. 2001. V. 105. P. 9387.
Doyle M., Lewittes M.E., Roelofs M.G. et al. // J. Membr. Sci. 2001. V. 184. P. 257.
Sachan S., Ray C.A., Perusich S.A. // Polym. Eng. Sci. 2002. V. 42. P. 1469.
Su L., Darling R.M., Gallagher K.G. et al. // J. Electrochem. Soc. 2016. V. 163. P. A5253.
Krupina A.A., Kayumov R.R., Nechaev G.V. et al. // Membranes (Basel). 2022. V. 12. № 9. P. 840.
Воропаева Д.Ю., Новикова С.А., Ярославцев А.Б. // Успехи химии. 2020. Т. 89. № 10. С. 1132.
Kulova T., Skundin A., Chekannikov A. et al. // Batteries. 2018. V. 4. № 4. P. 61.
Voropaeva D.Y., Novikova S.A., Kulova T.L. et al. // Solid State Ionics. 2018. V. 324. P. 28.
Воропаева Д.Ю., Ярославцев А.Б. // Мембраны и мембр. технологии. 2022. Т. 12. № 4. С. 315.
Карелин А.И., Каюмов Р.Р., Сангинов Е.А. и др. // Мембр. мембр. технол. 2016. Т. 6. № 4. С. 366.
Каюмов Р.Р., Шмыглева Л.В., Евщик Е.Ю. и др. // Электрохимия. 2021. Т. 57. № 8. С. 507.
Kayumov R.R., Sanginov E.A., Shmygleva L.V. et al. // J. Electrochem. Soc. 2019. V. 166. P. F3216.
Guglielmi M., Aldebert P., Pineri M. // J. Appl. Electrochem. 1989. V. 19. P. 167.
Voropaeva D.Y., Novikova S.A., Kulova T.L. et al. // Ionics. 2018. V. 24. P. 1685.
Voropaeva D., Novikova S., Xu T. et al. // J. Phys. Chem. B. 2019. V. 123. № 48. P. 10217.
Сангинов Е.А., Евщик Е.Ю., Каюмов Р.Р. и др. // Электрохимия. 2015. Т. 51. № 10. С. 1115.
Istomina A.S., Yaroslavtseva T.V., Reznitskikh O.G. et al. // Polymers (Basel). 2021. V. 13. № 7. P. 1150.
Sanginov E.A., Borisevich S.S., Kayumov R.R. et al. // Electrochim. Acta. 2021. V. 373. P. 137914.
Cai Z., Liu Y., Liu S. et al. // Energy Environ. Sci. 2012. V. 5. P. 5690.
Liu Y., Cai Z., Tan L. et al. // Ibid. P. 9007.
Cao C., Wang H., Liu W. et al. // Intern. J. Hydrogen Energy. 2014. V. 39. P. 16110.
Simari C., Tuccillo M., Brutti S. et al. // Electrochim. Acta. 2022. V. 410. P. 139936.
Резницких О.Г., Истомина А.С., Борисевич С.С. и др. // ЖФХ. 2021. Т. 95. № 6. С. 867.
Fulem M., Růžička K., Růžička M. // Fluid Phase Equilib. 2011. V. 303. № 2. P. 205.
Ahlers J., Lohmann J., Gmehling J. // J. Chem. Eng. Data. 1999. V. 44. № 4. P. 727.
Domalski E.S., Hearing E.D. // J. Phys. Chem. Ref. Data. 1990. V. 19. P. 881.
Jannelli L., Pansini M. // J. Chem. Eng. Data. 1985. V. 30. P. 428.
Feldheim D.L., Lawson D.R., Martin C.R. // J. Polym. Sci. B. 1993. V. 31. P. 953.
Thompson E.L., Capehart T.W., Fuller T.J. et al. // J. Electrochem. Soc. 2006. V. 153. P. A2351.
Lue S.J., Shieh S.J. // J. Macromol. Sci. B. 2009. V. 48. P. 114.
Смирнов В.А., Дубовицкий В.А., Денисов Н.Н. и др. // Хим. физика. 2018. Т. 37. № 6. P. 72.
Gruger A., Régis A., Schmatko T. et al. // Vib. Spectrosc. 2001. V. 26. P. 215.
Karelin A.I., Kayumov R.R., Sanginov E.A. et al. // Spectrochim. Acta, Part A. 2017. V. 178. P. 94.
Bushkova O.V., Sanginov E.A., Chernyuk S.D. et al. // Membranes and Membr. Technol. 2022. V. 4. № 6. P. 433.
Bagheri S., Monajjemi M., Ziglari A. et al. // Russ. J. Phys. Chem. B. 2021. V. 15. Suppl. 1. P. S140.
Chen Z., Shao Z., Siddiqui M.K. et al. // Russ. J. Phys. Chem. B. 2019. V. 13. P. 156.
Галашева А.Е., Рахманова О.Р., Катиг К.П. и др. // Хим. физика. 2020. Т. 39. № 11. P. 80.