Введение
Глава 1 Литературный обзор 10
1.1 Водородная связь и протонная проводимость в твердых электролитах. 10
1.2 Иономер Нафион: строение и свойства 14
1.3 Композиционные материалы на основе иономера Нафион: общие сведения и получение 25
1.4 Основные группы допантов и эффекты от их внедрения в перфторированные протонпроводящие полимеры 28
1.5 Синтез углеродных нанотрубок 39
1.6 Функционализация углеродных нанодопантов 45
Глава 2 Экспериментальная часть 49
2.1 Материалы и реагенты 49
2.2 Синтез углеродных нанотрубок 53
2.2.1 Характеристики носителей катализатора 53
2.2.2 Модифицирование поверхности кремнезема ионами кобальта 54
2.2.3 Синтез углеродных нанотрубок на кобальтсодержащих катализаторах 55
2.2.4 Отделение нанотрубок от катализатора 57
2.3 Получение функционализированных нанотрубок 59
2.4 Синтез гексабутилсульфофуллерена 59
2.5 Синтез аэросила, модифицированного ароматическими сульфогруппами 62
2.6 Формирование композитных пленок «Нафион – допант» 64
Глава 3 Методы исследования физизико-химических свойств синтезированных материалов 72
3.1 Определение удельной протонной проводимости композитов 72
3.2 Атомно-абсорбционный анализ 77
3.3 Элементный анализ CHNS/O 78
3.4 Спектроскопия комбинационного рассеяния излучения (КР) 78
3.5 Инфракрасная спектроскопия 80
3.6 Измерение размеров частиц 81
3.7 Определение площади поверхности и пористости твердых тел методом конденсации азота 81
3.8 Термогравиметрия 82
3.9 Просвечивающая электронная микроскопия (ПЭМ) 83
3.10 Электронная сканирующая микроскопия (СЭМ) 83
3.11 Ядерный магнитный резонанс 84
Глава 4 Основные результаты и обсуждение 87
4.1 Углеродные нанотрубки для получения композитов 87
4.2 Композиты на основе Нафиона 101
4.2.1. Изучение протонной проводимости композитов методом импедансной спектроскопии 101
4.2.1.1 Композиты Нафион - гидрофобные допанты 101
4.2.1.2 Композиты Нафион - гидрофильные допанты 108
4.2.1.3 Гидрофильные допанты, являющиеся донорами протонов 112
4.2.2 Изучение влагоудерживающей способности композитов 122
4.2.3 1Н ЯМР композитных материалов 126
Заключение 133
Основные результаты и выводы 135
Список литературы 137
Приложение А 151
