Транспортные свойства композиционных мембран с азотсодержащими основаниями

• Автор: Лысова, Анна Александровна
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 148 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
1.1. Основные типы ионпроводящих мембран
1.1.1. Полимерные мембранные материалы
1.2. Перфторированные полимерные мембраны типа Нафион (МФ-4СК)
1.3. Мембраны на основе полибензимидазолов (ПБИ)
1.4. Композиционные мембранные материалы. Методы получения и свойства
1.5. Полианилин и его комплексы с полимерными полисульфокислотами
1.6. Экспериментальные методы исследования транспортных свойств ионпроводящих мембран
1.6.1. Исследование ионной проводимости
1.6.2. Диффузионные эксперименты
2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
2.1. Исследование полимеризации анилина
2.2. Модификация мембран МФ-4СК
2.2.1. Получение мембран с гомогенным распределением ПАни
2.2.2. Получение мембран с анизотропным распределением ПАни
2.2.2.1. «Диффузионные» мембраны
2.2.2.2. «Литые» мембраны
2.3. Получение частиц оксида кремния и циркония. Модификация поверхности Si
2.4. Модификация мембран ПБИ-О-ФТ
2.4.1. Получение гибридных мембран ПБИ методом in situ
2.4.2. Получение гибридных мембран ПБИ методом отливки

2.5. Методы исследования
3. РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
3.1. Композиционные мембраны на основе МФ-4СК
3.1.1. Композиционные мембраны МФ-4СК с гомогенным распределением ПАни по толщине мембраны
3.1.2. Полимеризация анилина в присутствии МФ-4СК
3.1.3. Композиционные мембраны МФ-4СК с анизотропным распределением ПАни по толщине мембраны, полученные диффузионным методом
3.1.4. Композиционные мембраны МФ-4СК с тонким поверхностным слоем ПАни/МФ-4СК
3.2. Композиционные мембраны на основе ПБИ
3.2.1. Гибридные мембраны ПБИ, содержащие оксид кремния
3.2.2. Свойства гибридных мембран ПБИ, содержащих оксид кремния с модифицированной поверхностью
3.2.3. Свойства гибридных мембран ПБИ, содержащих оксид циркония
4. ВЫВОДЫ
5. СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

Рис. 13. Структурная формула ПАни.
Переходы между приведенными формами ПАни происходят либо при действии химических редокс-агентов, либо при электрохимических процессах окисления-восстановления [179]. Наиболее устойчивым к воздействиям различного рода является ПАни в солеобразной полуокисленной эмеральдиновой форме. Переход к данной форме может происходить как посредством протонирования основной формы с соответствующей степенью окисления (кислотное допирование), так и окислением протонированной формы (окислительное допирование) [175, 180]. В работе [181] показано, что в растворе аминные и хинониминные звенья эмеральдина распределяются вдоль полимерной цепи неравномерно, образуя блоки различной длины.
Именно протонированное основание эмеральдина обладает максимальной электропроводностью. ПАни переходит в проводящее состояние в результате протонирования атомов азота кислотами-допантами [182]. Иминные атомы азота могут быть протонированы полностью или частично, в зависимости от pH водного раствора допирующей кислоты, образуя соотвествующую соль. Протонирование всех иминных групп основания эмеральдина приводит к образованию полностью протонированной соли — полимерного катион-радикала полухинона, и увеличению проводимости на 10 порядков (» 2-5 См/см) [183].