Strona główna

Przewodniki protonowe: biodegradowalne polimery (np celuloza, chitosan) funcjonalizowane molekułami heterocyklicznymi


Pobieranie 6.74 Kb.
Data19.06.2016
Rozmiar6.74 Kb.
Przewodniki protonowe: biodegradowalne polimery (np. celuloza, chitosan) funcjonalizowane molekułami heterocyklicznymi (np. imidazolem, triazolem, benzoimidazolem

Problematyka badawcza
Tematyka pracy wpisuje się w nurt poszukiwania nowych materiałów protonowo przewodzących, wykazujących duże przewodnictwo elektryczne (powyżej 0.1 S/m), które mogą być stosowane w zakresie temperatur powyżej 100OC. Takie materiały mogą m.in. pełnić rolę tzw. elektrolitów stałych w ogniwach paliwowych, czy nowoczesnych bateriach.
Spodziewamy się, że połączenie wybranych polimerów pochodzenia naturalnego (np. celulozy, chitozanu) z molekułami heterocyklicznymi zawierającymi atomy azotu (np. imidazol i jego pochodne) pozwoli otrzymać nowe, biodegradowalne materiały protonowo przewodzące.
Wkomponowanie molekuł heterocyklicznych w matrycę polimerową powinno skutkować powstaniem dynamicznej sieci wiązań wodorowych łączącej makrocząsteczki polimeru z molekułami heterocyklicznmi, których ciągła reorganizacja umożliwi transport protonów w obszarze matrycy polimerowej. Mechanizm transportu protonów na poziomie molekularnym, w znanych do tej pory przewodnikach protonowych, jest ciągle dyskutowany. Najczęściej postuluje się mechanizm Grotthussa – dwuetapowy proces polegający na transferze protonu w mostku wodorowym oraz reorientacji pierścieni imidazolowych. Badania prowadzone będą w trzech głównych kierunkach: molekularne podstawy transportu protonów, ruch dyfuzyjny, reorganizacja sieci wiązań wodorowych.
Cele i metody badawcze


  1. Synteza nowych, biodegradowalnych, polimerowych przewodników protonowych o potencjalnych zastosowaniu jako elektrolity w ogniwach paliwowych.




  1. Przeprowadzenie kompleksowych badań własności strukturalnych (X-Ray, spektroskopia IR), termicznych (analiza termograwimetryczna – TGA, skaningowa kalorymetria różnicowa – DSC), dynamicznych (jądrowy rezonans magnetyczny – NMR) oraz przewodnictwa elektrycznego w nowych przewodnikach protonowych (spektroskopia impedancyjna).




  1. Określenie mechanizmu transportu protonów w nowych przewodnikach protonowych.


Wyniki i wnioski
Dokonano syntezy mikrokrystalicznej celulozy sfunkcjonalizowanej imidazolem oraz wykonano badania w zakresie następujących zagadnień:


  1. Określenie stabilności termicznej materiału przy użyciu analizy termograwimetrycznej (TGA).




  1. Wyznaczenie entalpii procesów egzotermicznych obserwowanych metodą skaningowej kalorymetrii różnicowej (DSC).




  1. Rejestracja widm protonowych i pomiary czasów relaksacji spin-sieć w temperaturze pokojowej przy użyciu wysokiej zdolności rozdzielczej 1H MAS NMR.




  1. Wyznaczenie temperaturowej zależności przewodnictwa elektrycznego metodą spektroskopii impedancyjnej.


©snauka.pl 2016
wyślij wiadomość