Безводный золь-гель синтез и диспергирование CeO2 для получения термо- и окислительностойких катионпроводящих мембран на основе модифицированного поливинилового спирта
О.С. Лёзова, Ю.В. Плоткина, А.М. Николаев, А.Е. Соколов, Г.П. Копица, В.Л. Уголков, А.В. Еремин, А.Э. Паршина, О.А. Загребельный, О.А. Шилова, А.Г. Иванова
Коллоидный журнал. 2026. Т. 88. № 3. С. 354–378.
DOI: 10.31851/S0023291226030057
Аннотация
Жидкофазным методом синтеза в диметилсульфоксиде получены катионпроводящие гибридные мембраны на основе модифицированного фурфуролом, аминосульфоновой кислотой и тетраэтоксисиланом поливинилового спирта, в том числе содержащие предварительно полученные в бензиловом спирте и диспергированные в диметилсульфоксиде с помощью ультразвукового и механического гомогенизаторов наночастицы диоксида церия. Определены условия получения монодисперсного (индекс полидисперсности равен 0.08) коллоидного раствора CeO2 c размером частиц 84 нм. Изучен состав, морфология поверхности и физико-химические свойства полученных материалов. Выявлено, что удельная ионная проводимость гибридного мембранного материала уменьшается с 8.4·10−2 до 3.1·10−2 См/см при добавлении диоксида церия, тогда как его окислительная стойкость (химическая стабильность), определяемая с помощью реагента Фентона, имитирующего агрессивные условия работы топливного элемента, увеличивается в 1.5 раза, а также в присутствии оксида металла повышается термостойкость, влагоудерживающая способность, и уменьшается значение степени набухания мембран в воде. Рабочий температурный диапазон полученных катионпроводящих гибридных материалов с диоксидом церия и без него значительно шире такового эталонной мембраны Nafion.