清晨好,您是今天最早来到科研通的研友!由于当前在线用户较少,发布求助请尽量完整地填写文献信息,科研通机器人24小时在线,伴您科研之路漫漫前行!

Superprotonic Membranes from Phosphonic Acid-Anchored Pyridinyl Sulfonated Polytriazoles: Toward Intrinsic PA Doping

磺酸 共聚物 高分子化学 电导率 材料科学 质子 兴奋剂 聚合物 X射线光电子能谱 质子交换膜燃料电池 相对湿度 相(物质) 化学 电化学 化学工程 合成膜 Nafion公司 水溶液 核磁共振波谱 红外光谱学 质子核磁共振 透射电子显微镜 缩聚物 导电聚合物
作者
Bholanath Ghanti,Brigitte Voit,Susanta Banerjee
出处
期刊:ACS applied polymer materials [American Chemical Society]
卷期号:7 (21): 15004-15018 被引量:2
标识
DOI:10.1021/acsapm.5c03301
摘要

Designing high-performing and cost-effective hydrocarbon-based proton exchange membranes (PEMs) is an effective strategy for replacing state-of-the-art perfluorosulfonated membranes. In this study, we developed a series of phosphonic ester-containing sulfonated polytriazoles, designated as PYPDSNa-XX, which intrinsically generate phosphonic acid-based sulfonated polytriazoles (PTs; PYPDSH-XX) with a pyridinyl moiety. We also synthesized a series of purely sulfonated PTs without any phosphonic esters (PYMASH-XX) to investigate the impact of the phosphonic acid [PA; –PO(OH) 2 ] groups on the properties of the PEMs. To analyze the polymer structures and estimate the conversion of phosphonic ester to –PO(OH) 2, we employed various one-dimensional ( 1 H, 13 C, 19 F, and 31 P) and two-dimensional ( 1 H- 1 H COSY and 1 H- 13 C HSQC) NMR techniques. X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) was also used to confirm the formation of PA groups in the PYPDSH-XX copolymers. The copolymers exhibited high thermal, mechanical, and dimensional stability. Cross-sectional high-resolution transmission electron microscopy (HRTEM) investigations revealed a more distinct, interconnected, and well-segregated hydrophobic–hydrophilic phase morphology in the PYPDSH-XX membranes compared to the PYMASH-XX membranes. Notably, the PYPDSH-90 membrane demonstrated proton conductivity values as high as 388 mS/cm in water at 90 °C, outperforming the solely sulfonic acid-containing reference by a factor of 2, thus proving successful PA doping in the membranes. Additionally, under varying relative humidity conditions, the phospho-sulfonated PT (PYPDSH-XX) membranes displayed easier and less water-dependent proton conduction than the purely sulfonated PTs (PYMASH-XX). Furthermore, the copolymers demonstrated high oxidative stability, with a lifetime (τ) of at least 11 h and residual weight exceeding 92%. This work presents an effective method for synthesizing sulfonated proton exchange membranes (PEMs) that are intrinsically doped with PA, unlike traditional methods that involve adding phosphoric acid (H 3 PO 4 ) externally.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
清新的戎完成签到 ,获得积分10
2秒前
SunJay完成签到,获得积分20
3秒前
sfwrbh完成签到,获得积分10
8秒前
成就苞络完成签到,获得积分10
9秒前
orixero应助无限知能采纳,获得10
12秒前
23秒前
无限知能发布了新的文献求助10
28秒前
晴空万里完成签到 ,获得积分10
31秒前
艾春完成签到 ,获得积分10
36秒前
漂亮的颤完成签到,获得积分10
43秒前
忧心的藏鸟完成签到 ,获得积分10
1分钟前
仁爱的鞋子完成签到,获得积分10
1分钟前
飞云完成签到 ,获得积分10
1分钟前
Jerry完成签到,获得积分10
1分钟前
1分钟前
1分钟前
Gary完成签到 ,获得积分10
2分钟前
2分钟前
2分钟前
kevinave发布了新的文献求助30
2分钟前
2分钟前
2分钟前
科研小秦完成签到,获得积分10
2分钟前
顺利的访曼完成签到,获得积分10
2分钟前
ranan完成签到,获得积分10
2分钟前
momo19完成签到,获得积分10
2分钟前
一天完成签到 ,获得积分10
3分钟前
Alister完成签到 ,获得积分10
3分钟前
Dong完成签到 ,获得积分10
3分钟前
于向沉完成签到 ,获得积分10
3分钟前
qiuqiu发布了新的文献求助10
3分钟前
腼腆的如南完成签到,获得积分10
3分钟前
wodetaiyangLLL完成签到 ,获得积分10
3分钟前
xue完成签到 ,获得积分10
3分钟前
xiaowangwang完成签到 ,获得积分10
4分钟前
学术孤儿应助科研通管家采纳,获得10
4分钟前
研友_8WMgOn完成签到 ,获得积分10
4分钟前
风雪丽人完成签到,获得积分10
4分钟前
靓丽的初丹完成签到,获得积分10
4分钟前
sbt完成签到 ,获得积分10
4分钟前
高分求助中
Markov Chain Monte Carlo 10000
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Common Foundations of American and East Asian Modernisation: From Alexander Hamilton to Junichero Koizumi 5000
Pediatric Dermoscopy Trichoscopy & Onychoscopy 1000
悉尼大学博士学位论文,题目:Modelling and testing of one-sided stitched laminated composites. 作者:Kristopher P. Plain 700
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 610
International Security Studies and Technology :Approaches, Assessments, and Frontiers 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7572208
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9151557
关于积分的说明 19572996
捐赠科研通 7156857
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3264063
关于科研通互助平台的介绍 2429470
邀请新用户注册赠送积分活动 2254325