Інжектована протонна провідність спряжених полімерів при високих температурах
У синтезованих полімерних матеріалах на основі ацетилену, карбаміду та полівінілхлориду виявлено істотну протонну провідність, яка досягає значень 1·10^−6 См/см — 4,1·10^−4 См/см у діапазоні температур від 50 до 460 °C відповідно. Встановлено, що необхідною умовою забезпечення протонної провідності...
Saved in:
| Published in: | Доповіді НАН України |
|---|---|
| Date: | 2011 |
| Main Authors: | , , , |
| Format: | Article |
| Language: | Ukrainian |
| Published: |
Видавничий дім "Академперіодика" НАН України
2011
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/44181 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | Інжектована протонна провідність спряжених полімерів при високих температурах / В.А. Бортишевський, Д.С. Каменських, С.Л. Мельникова, В.П. Кухар // Доп. НАН України. — 2011. — № 12. — С. 111-117. — Бібліогр.: 11 назв. — укр. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-44181 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
Бортишевський, В.А. Каменських, Д.С. Мельникова, С.Л. Кухар, В.П. 2013-05-26T14:24:42Z 2013-05-26T14:24:42Z 2011 Інжектована протонна провідність спряжених полімерів при високих температурах / В.А. Бортишевський, Д.С. Каменських, С.Л. Мельникова, В.П. Кухар // Доп. НАН України. — 2011. — № 12. — С. 111-117. — Бібліогр.: 11 назв. — укр. 1025-6415 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/44181 544.225.22 У синтезованих полімерних матеріалах на основі ацетилену, карбаміду та полівінілхлориду виявлено істотну протонну провідність, яка досягає значень 1·10^−6 См/см — 4,1·10^−4 См/см у діапазоні температур від 50 до 460 °C відповідно. Встановлено, що необхідною умовою забезпечення протонної провідності цих полімерів є каталітичне генерування та інжектування достатної кількості протонів у досліджуваний матеріал, розміщений у низькопотенційному електричному полі (0,1–10 В). Транспорт протонів у полімерній основі здійснюється за участю спряжених [–CH=CH–CH=CH–]n, [=CH–N=CH–N=CH–]m, [–C≡C–C≡C–]x або кумульованих [=C=C=C=C=]y кратних зв'язків. Показано переваги як протонного провідника продукту окиснювальної дегідрополіконденсації ацетилену, розвинена питома поверхня (320 м^2/г) якого сприяє зниженню опору перенесення протона з генератора до вуглеводневого ланцюга полімеру. Considerable proton conductivity of 1·10^−6–4.1·10^−4 S/cm in the temperature range of 50–460 °C, respectively, has been detected in synthesized polymer materials on the basis of acetylene, carbamide, and polyvinylchloride. It has been established that the catalytic generation and the injection of protons in quantum satis into the investigated material placed in a low-potential electric field (0.1–10 V) are the requirement for proton conductivity of the specified polymers. Proton transport in the polymer's matrix is carried out by means of conjugate [–CH=CH–CH=CH–]n, [=CH–N=CH–N=CH–]m, [–C≡C–C≡C–]x or twinned [=C=C=C=C=]y multiple bonds. The research has shown the advantages of the product of oxidative dehydropolycondensation of acetylene as a proton conductor, extended surface (320 m^2/g) of which stimulates a diminution of the proton escape resistance from a generator into polymer's hydrocarbon chain. uk Видавничий дім "Академперіодика" НАН України Доповіді НАН України Хімія Інжектована протонна провідність спряжених полімерів при високих температурах Injected proton conductivity of conjugate polymers at high temperatures Article published earlier |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| title |
Інжектована протонна провідність спряжених полімерів при високих температурах |
| spellingShingle |
Інжектована протонна провідність спряжених полімерів при високих температурах Бортишевський, В.А. Каменських, Д.С. Мельникова, С.Л. Кухар, В.П. Хімія |
| title_short |
Інжектована протонна провідність спряжених полімерів при високих температурах |
| title_full |
Інжектована протонна провідність спряжених полімерів при високих температурах |
| title_fullStr |
Інжектована протонна провідність спряжених полімерів при високих температурах |
| title_full_unstemmed |
Інжектована протонна провідність спряжених полімерів при високих температурах |
| title_sort |
інжектована протонна провідність спряжених полімерів при високих температурах |
| author |
Бортишевський, В.А. Каменських, Д.С. Мельникова, С.Л. Кухар, В.П. |
| author_facet |
Бортишевський, В.А. Каменських, Д.С. Мельникова, С.Л. Кухар, В.П. |
| topic |
Хімія |
| topic_facet |
Хімія |
| publishDate |
2011 |
| language |
Ukrainian |
| container_title |
Доповіді НАН України |
| publisher |
Видавничий дім "Академперіодика" НАН України |
| format |
Article |
| title_alt |
Injected proton conductivity of conjugate polymers at high temperatures |
| description |
У синтезованих полімерних матеріалах на основі ацетилену, карбаміду та полівінілхлориду виявлено істотну протонну провідність, яка досягає значень 1·10^−6 См/см — 4,1·10^−4 См/см у діапазоні температур від 50 до 460 °C відповідно. Встановлено, що необхідною умовою забезпечення протонної провідності цих полімерів є каталітичне генерування та інжектування достатної кількості протонів у досліджуваний матеріал, розміщений у низькопотенційному електричному полі (0,1–10 В). Транспорт протонів у полімерній основі здійснюється за участю спряжених [–CH=CH–CH=CH–]n, [=CH–N=CH–N=CH–]m, [–C≡C–C≡C–]x або кумульованих [=C=C=C=C=]y кратних зв'язків. Показано переваги як протонного провідника продукту окиснювальної дегідрополіконденсації ацетилену, розвинена питома поверхня (320 м^2/г) якого сприяє зниженню опору перенесення протона з генератора до вуглеводневого ланцюга полімеру.
Considerable proton conductivity of 1·10^−6–4.1·10^−4 S/cm in the temperature range of 50–460 °C, respectively, has been detected in synthesized polymer materials on the basis of acetylene, carbamide, and polyvinylchloride. It has been established that the catalytic generation and the injection of protons in quantum satis into the investigated material placed in a low-potential electric field (0.1–10 V) are the requirement for proton conductivity of the specified polymers. Proton transport in the polymer's matrix is carried out by means of conjugate [–CH=CH–CH=CH–]n, [=CH–N=CH–N=CH–]m, [–C≡C–C≡C–]x or twinned [=C=C=C=C=]y multiple bonds. The research has shown the advantages of the product of oxidative dehydropolycondensation of acetylene as a proton conductor, extended surface (320 m^2/g) of which stimulates a diminution of the proton escape resistance from a generator into polymer's hydrocarbon chain.
|
| issn |
1025-6415 |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/44181 |
| citation_txt |
Інжектована протонна провідність спряжених полімерів при високих температурах / В.А. Бортишевський, Д.С. Каменських, С.Л. Мельникова, В.П. Кухар // Доп. НАН України. — 2011. — № 12. — С. 111-117. — Бібліогр.: 11 назв. — укр. |
| work_keys_str_mv |
AT bortiševsʹkiiva ínžektovanaprotonnaprovídnístʹsprâženihpolímerívprivisokihtemperaturah AT kamensʹkihds ínžektovanaprotonnaprovídnístʹsprâženihpolímerívprivisokihtemperaturah AT melʹnikovasl ínžektovanaprotonnaprovídnístʹsprâženihpolímerívprivisokihtemperaturah AT kuharvp ínžektovanaprotonnaprovídnístʹsprâženihpolímerívprivisokihtemperaturah AT bortiševsʹkiiva injectedprotonconductivityofconjugatepolymersathightemperatures AT kamensʹkihds injectedprotonconductivityofconjugatepolymersathightemperatures AT melʹnikovasl injectedprotonconductivityofconjugatepolymersathightemperatures AT kuharvp injectedprotonconductivityofconjugatepolymersathightemperatures |
| first_indexed |
2025-11-25T03:37:43Z |
| last_indexed |
2025-11-25T03:37:43Z |
| _version_ |
1850505224939110400 |
| fulltext |
УДК 544.225.22
© 2011
В.А. Бортишевський, Д. С. Каменських, С. Л. Мельникова,
академiк НАН України В. П. Кухар
Iнжектована протонна провiднiсть спряжених полiмерiв
при високих температурах
У синтезованих полiмерних матерiалах на основi ацетилену, карбамiду та полiвiнiл-
хлориду виявлено iстотну протонну провiднiсть, яка досягає значень 1 · 10−6 См/см —
4,1 · 10−4 См/см у дiапазонi температур вiд 50 до 460 ◦C вiдповiдно. Встановлено, що
необхiдною умовою забезпечення протонної провiдностi цих полiмерiв є каталiтичне
генерування та iнжектування достатної кiлькостi протонiв у дослiджуваний мате-
рiал, розмiщений у низькопотенцiйному електричному полi (0,1–10 В). Транспорт про-
тонiв у полiмернiй основi здiйснюється за участю спряжених [−CH=CH−CH=CH−]
n
,
[=CH−N=CH−N=CH−]
m
, [−C≡C−C≡C−]
x
або кумульованих [=C=C=C=C=]
y
кратних
зв’язкiв. Показано переваги як протонного провiдника продукту окиснювальної дегiдропо-
лiконденсацiї ацетилену, розвинена питома поверхня (320 м2/г) якого сприяє зниженню
опору перенесення протона з генератора до вуглеводневого ланцюга полiмеру.
Cеред широкого кола iснуючих протонопровiдних матерiалiв практично вiдсутнi такi, що
мають iстотну протонну провiднiсть у дiапазонi температур вiд 180 до 500 ◦C [1, 2]. По-
шук матерiалiв, якi зберiгають термостiйкiсть i високу протонну провiднiсть саме в цiй
температурнiй областi, є актуальною проблемою, що безпосередньо стикається з пробле-
мою розробки нових мембранних каталiзаторiв, а також протонопровiдних мембран для
середньотемпературних паливних елементiв.
Для виготовлення мембран найчастiше використовують полiмери з високою мiцнiстю,
еластичнiстю, термостiйкiстю. На основi термостабiльних полiмерних плiвок можуть бути
створенi композити, що мiстять також неорганiчнi домiшки i мають каталiтичнi власти-
востi при високих температурах, зокрема в реакцiях крекiнгу, гiдрокрекiнгу, гiдратацiї,
дегiдратацiї, гiдрування, дегiдрування, iзомеризацiї, гiдроочищення вiд сiрко-, нiтроген- й
кисневмiсних сполук. Серед термостiйких полiмерiв можна видiлити матерiали з ненасиче-
ними зв’язками — дегiдрохлорований полiвiнiлхлорид, полiацетилени, полiцiанамiди, кар-
бiн, якi володiють електронною провiднiстю завдяки спряженню π-зв’язкiв в основному
ланцюзi молекули ([−CH=CH−CH=CH−]
n
, [=CH−N=CH−N=CH−]
m
, [−C≡C−C≡C−]
x
,
[=C=C=C=C=]
y
) [3, 4]. На вiдмiну вiд полiмерiв, модифiкованих функцiональними група-
ми з рухомим протоном (−SO3H, −COOH тощо), зазначенi вище сполуки характеризуються
вiдсутнiстю власних переносникiв зарядiв. Атоми водню полiмерного ланцюга в транспортi
протонiв брати участь не можуть, оскiльки пов’язанi з вуглецем sp3-гiбридизованим зв’яз-
ком, енергiя вiдриву водню занадто велика.
Перенесення протонiв у спряжених полiмерах на сьогоднi не дослiджувалося, хоча при-
пущення про можливiсть транспорту протонiв уздовж кратних зв’язкiв у науковiй лiте-
ратурi iснує [5–7]. На це вказує i делокалiзацiя атомiв дейтерiю, введених в ароматичне
кiльце, або протона у протонованiй молекулi бензолу, i змiна положення кратних зв’язкiв
при iзомеризацiї ненасичених вуглеводнiв у присутностi кислотних каталiзаторiв, де iон
водню з поверхнi каталiзатора iнжектується в структуру олефiну, сприяючи пересуванню
ISSN 1025-6415 Доповiдi Нацiональної академiї наук України, 2011, №12 111
подвiйних зв’язкiв уздовж лiнiйного ланцюга [8]. Якщо матерiал, що мiстить у структурi
спряженi кратнi зв’язки, зафiксувати у виглядi плiвки (мембрани), в яку, з одного боку,
iнжектувати протони, а з iншого — створити невеликий вiд’ємний потенцiал, то слiд очiку-
вати рух iнжектованих протонiв крiзь мембрану. Мета даної роботи — визначення внеску
iнжектованої протонної провiдностi в cумарне значення питомої провiдностi спряжених по-
лiмерiв з урахуванням їх структури.
Об’єктами дослiдження обрано: продукт окиснювальної дегiдрополiконденсацiї ацетиле-
ну (ДГПКА), синтезований в присутностi солей Cu2+, згiдно з методикою [9], продукт го-
мополiконденсацiї карбамiду — полiцiанамiд (ПЦА), синтезований, згiдно з методикою [10],
та продукт дегiдрохлорування полiвiнiлхлориду марки С-70 (ДГХ ПВХ) в iнертному сере-
довищi при 50–460 ◦C.
Склад синтезованих полiмерiв визначали методом елементного C-, H-, N-аналiзу на при-
ладi CHNS EuroVector ЕА 3000 [11].
Синтезованi полiмернi матерiали в своєму складi мiстять переважно вуглець i водень;
ПЦА включає також значну кiлькiсть азоту. Велике спiввiдношення мiж вуглецем i воднем
вказує, що дослiджуванi матерiали належать до ненасичених структур. Наявнiсть залишку
у виглядi стiйких до спалювання при 1800 ◦C (умови здiйснення С-, Н-, N-аналiзу) вуглеце-
подiбних сполук чорного кольору для ДГПКА i ДГХ ПВХ (табл. 1) можна пояснити утворе-
нням при синтезi полiмерiв карбiно- або графiтоподiбних структур, повне спалювання яких
потребує значно вищих температур, нiж температура, що досягається в камерi згоряння.
Для пiдтвердження цього припущення i з’ясування структури синтезованих полiмерiв було
дослiджено їх IЧ-спектри (рис. 1).
IЧ-спектри Фур’є реєстрували на спектрофотометрi Nicolete 320X FTIR у дiапазонi час-
тот вiд 3500 до 420 см−1 у режимi дифузного вiдбиття з поверхнi полiмерних матерiа-
лiв. Загальним для IЧ-спектрiв усiх матерiалiв є наявнiсть валентних коливань спряже-
них подвiйних зв’язкiв −C=C−C=C− (смуги в областi 1700–1500 см−1), пласких дефор-
мацiйних коливань зв’язкiв C−H у групах −C=C−H (смуги в областi 1450–1200 см−1 та
960–800 см−1), непласких деформацiйних коливань зв’язкiв C−H у групах −C=C−H (сму-
ги в областi 750–620 см−1). В IЧ-спектрах Фур’є ДГПКА та ПЦА реєструються смуги при
1070 см−1 (ДГПКА) та при 1073 см−1 (ПЦА), що характернi для симетричних та асимет-
ричних коливань кумульованих зв’язкiв −C=C=C−. В IЧ-спектрах Фур’є ДГХ ПВХ зазна-
ченi смуги вiдсутнi. Характеристична смуга при 2220 см−1, що спостерiгається в IЧ-спектрi
Фур’є ДГПКА (див. рис. 1, а), свiдчить про iснування в складi цього полiмеру полiїнових
фрагментiв iз зв’язком −C=C−. Присутнiсть полiїнових фрагментiв у структурi ДГПКА та-
кож пiдтверджується наявнiстю смуги при 3300 см−1, характерної для валентних коливань
зв’язкiв ≡C−H у монозамiщених похiдних ацетилену. IЧ-спектри Фур’є ДГХ ПВХ (рис. 1, б )
Таблиця 1. Результати елементного аналiзу синтезованих полiмерiв
Полiмер
Номер
дослiду
Вмiст елемента, % за масою
C H N Залишок
ДГПКА 1 70,82 4,98 0,95 23,25
2 72,16 4,78 0,87 22,19
ПЦА 1 64,25 7,95 27,80 0
2 64,60 7,65 27,66 0,09
ДГХ ПВХ 1 89,24 7,22 — 3,54
2 89,10 7,36 — 3,54
112 ISSN 1025-6415 Reports of the National Academy of Sciences of Ukraine, 2011, №12
Рис. 1. IЧ-спектри Фур’є полiмерiв: ДГПКА (а), ДГХ ПВХ (б ), ПЦА (в)
вiдрiзняються вiд iнших спектрiв наявнiстю валентних коливань ароматичного кiльця (сму-
га при 1596 см−1), зв’язку =C−H в ароматичних сполуках (смуга при 3031 см−1), а також
деформацiйних коливань зв’язкiв =C−H у похiдних бензолу (смуги при 868 й 812 см−1).
Найбiльш характерною вiдмiннiстю спектра ПЦА (див. рис. 1, в) вiд решти спектрiв є при-
сутнiсть валентних коливань кумульованих зв’язкiв −N=C=N− (смуга при 2109 см−1).
Валентнi симетричнi та асиметричнi коливання зв’язку C=N у групах −C=NН, що реє-
ISSN 1025-6415 Доповiдi Нацiональної академiї наук України, 2011, №12 113
струються при 1672 см−1 та областi 3381–3143 см−1 вiдповiдно, свiдчать про присутнiсть
−C=NH-груп у структурi ПЦА. Таким чином, дослiдження синтезованих полiмерних ма-
терiалiв методом IЧ спектроскопiї Фур’є засвiдчило наявнiсть в їх складi вуглеводневих
фрагментiв iз спряженими подвiйними, потрiйними або кумульованими подвiйними зв’яз-
ками мiж атомами вуглецю, вуглецю й азоту.
Синтезованi дрiбнодисперснi порошки полiмерiв характеризуються рiзним значенням
питомої поверхнi, визначеної методом теплової десорбцiї аргону. Найвищу питому поверх-
ню (320,0 м2/г) має ДГПКА; для ПЦА вона становить 0,8 м2/г, а для ДГХ ПВХ — 0,6 м2/г,
що пояснюється, ймовiрно, особливостями синтезу вiдповiдних матерiалiв. Розвинена по-
верхня полiмеру, отриманого при дегiдрополiконденсацiї ацетилену, представляє неабиякий
iнтерес для створення мембран для паливних елементiв, активних протонопровiдних мем-
бранних каталiзаторiв та сенсорiв газiв. Для визначення провiдностi синтезованих матерi-
алiв були виготовленi мембрани шляхом нанесення полiмерiв на пористу еластичну осно-
ву — термостiйку тканину типу Кевлар виробництва компанiї “Дюпон”. Дослiджуваний
полiмер припресовували до основи з двох бокiв пiд тиском 25,0 МПа. Товщина мембра-
ни 0,05 см; робоча площа 2 см2. До виготовленої мембрани припресовували електроди.
Провiдiсть мембран визначалася на лабораторному устаткуваннi в електрохiмiчнiй комiрцi
(рис. 2), розрахованiй на дiапазон температур вiд 50 до 500 ◦C та рiзницю потенцiалiв на
електродах вiд 0 до 10 В. У вимiрюваннях використовували електроди двох типiв: iнертнi до
розщеплення водню (на основi порошкуватого алюмiнiю) та активнi (на основi бiфункцiо-
нального алюмонiкельмолiбденового каталiзатора, за складом аналогiчного промисловому
каталiзатору гiдрокрекiнгу КГП-1 (70% Аl2O3, 20% MoO3, 10% NiO), вiдновленого воднем
при 450 ◦C впродож 3-х год).
Протонна провiднiсть полiмерних матерiалiв визначалась як складова загальної пито-
мої провiдностi шляхом порiвняння результатiв вимiрювань, здiйснених у сухiй вiдновнiй
атмосферi при тиску водню 0,1 МПа та постiйнiй рiзницi потенцiалiв 10 В з використанням
активних протоногенеруючих (див. рис. 3, а) й iнертних алюмiнiєвих (рис. 3, б ) електродiв.
Пiд дiєю напруги, прикладеної до електродiв вимiрювальної комiрки, протони, що генеро-
ванi з молекулярного водню на поверхнi металевого нiкелю, iнжектуються в дослiджуваний
полiмерний матерiал i транспортуються з анодного простору до катодного, як зазначено на
схемi рис. 4.
У дiапазонi температур вiд 50 до 460 ◦C значення питомої провiдностi матерiалiв при
використаннi нiкелевмiсних електродiв змiнюється вiд 1 · 10−6 См/см до 4,1 · 10−4 См/см
(див. кривi 1–3 на рис 3, а), а при замiнi їх на протоноблокуючi алюмiнiєвi —
вiд 1 · 10−11 Cм/см до 3,8 · 10−8 Cм/см (див. кривi 1
′–3 ′ на рис. 3, б ), тобто зменшується на
4–5 порядкiв. У першому випадку провiднiсть полiмерiв визначається переважно протонною
складовою, в другому — електронною, оскiльки стадiя генерування протонiв на поверхнi
електрода виключається. Iз порiвняння результатiв вимiрювання за однакових умов питомої
провiдностi полiмерiв з використанням активних нiкелевмiсних (див. рис. 3, а) й iнертних
алюмiнiєвих (див. рис. 3, б ) можна зробити висновок, що внесок електронної складової при
50–460 ◦C не перевищує 0,005%.
Транспорт iнжектованих протонiв крiзь дослiджуванi полiмери можливий через наяв-
нiсть полiспряження π-зв’язкiв основного ланцюга i може бути пояснений з позицiй солi-
тонної теорiї [6, 7]. Слiд зазначити, що полiмери з лiнiйною системою спряження (ДГПКА,
ПЦА) характеризуються вищою iнжектованою протонною провiднiстю, нiж ДГХ ПВХ, що
мiстить у структурi ароматичнi кiльця (див. рис. 1, б ).
114 ISSN 1025-6415 Reports of the National Academy of Sciences of Ukraine, 2011, №12
Рис. 2. Схема лабораторної установки для дослiдження протонної провiдностi полiмерних матерiалiв:
1 — вимiрювальна комiрка; 2 — система подачi газiв; 3 — електропiч; 4 — електроди; 5 — блок живлення
постiйної напруги; 6 — амперметр; 7 — вольтметр; 8 — кран двоходовий вакуумний; 9 — полiмер; 10 —
блок регулювання та реєстрацiї температури вимiрювальної комiрки
Рис. 3. Температурна залежнiсть питомої провiдностi мембран на основi синтезованих органiчних полiмерiв
у безводнiй атмосферi при тиску водню 0,1 МПа та постiйнiй напрузi 10 В з використанням нiкелевмiсних
(а) й алюмiнiєвих (б ) електродiв: 1, 1
′ — ДГХ ПВХ; 2, 2
′ — ПЦА; 3, 3
′ — ДГХПКА
ISSN 1025-6415 Доповiдi Нацiональної академiї наук України, 2011, №12 115
Рис. 4. Механiзм генерацiї i транспорту протонiв у дослiджуваному полiмерному матерiалi
Таким чином, встановлено наявнiсть iнжектованої протонної провiдностi полiмерних
матерiалiв на основi продуктiв окиснювальної ДГПКА; ПЦА; ДГХ ПВХ. Показано зв’я-
зок значень iнжектованої протонної провiдностi iз структурою полiмерiв. Запропоновано
методику визначення внеску електронної i протонної складових у значення загальної пито-
мої провiдностi дослiджуваних матерiалiв та показано, що у вiдновнiй атмосферi в умовах
iнжектування протонiв у дослiджуваний матерiал 99,995% загальної провiдностi синтезова-
них полiмерiв припадає на протонну провiднiсть. Встановлено, що зi змiною температури
вiд 50 до 460 ◦C у зневодненому середовищi при нормальному тиску протонна провiднiсть
матерiалiв змiнюється вiд 1 · 10−6 См/см до 4,1 · 10−4 См/см. Найвищою протонною провiд-
нiстю характеризується продукт ДГПКА, найнижчою — продукт ДГХ ПВХ. Такий резуль-
тат можна пояснити як особливостями структури, так i розвиненою питомою поверхнею
ДГПКА (320 м2/г), яка iстотно перевищує вiдповiднi данi для iнших матерiалiв.
1. Alberti G., Casciola M. Solid State Protonic Conductors, Present Main Applications and Future Pros-
pects // Solid State Ionics. – 2001. – 145. – P. 3–16.
2. Pat. 2002031695 US, МПК H01B1/12; H01M8/02; H01M8/06. Hydrogen permeable membrane for use
in fuel cells and partial reformate fuel cells system having reforming catalysts in the anode fuel cells
compartment / E. S. Smotkin – Nuvant Systems, LLC – Priority Date 31.07.2000. – Publ. 14.03.2002.
3. Паушкин Я.М., Вишнякова Т.П., Лунин А.Ф., Низова С.А. Органические полимерные полупровод-
ники. – Москва: Химия, 1971. – 224 с.
4. Сладков А.М. Полисопряженные полимеры: Сб. ст. / Отв. ред. В.В. Коршак, Г.А. Разуваев. – Моск-
ва: Наука, 1989. – 256 с.
5. Запороцкова И.В., Лебедев Н. Г., Запороцков П.А. Протонная проводимость однослойных углерод-
ных нанотрубок: полуэмпирические исследования // Физика тверд. тела. – 2006. – 48, № 4. – С. 756–
760.
6. Качковский А.Д. Солитонный характер электронного строения ионов линейных сопряженных сис-
тем // Теорет. и эксперим. химия. – 2005. – 41, № 3. – С. 133–155.
7. Качковский А.Д. Природа электронных переходов в линейных сопряженных системах // Успехи
химии. – 1997. – 66, № 8. – С. 715–734.
8. Vahteristo K., Sahala K.-M., Laari A. et al. Skeletal isomerization kinetics of 1-pentene over an HZSM –
22 catalyst // Chem. Eng. Sci. – 2010. – 65, No 16. – P. 4640–4651.
9. Коршак В.В., Сладков A.M., Кудрявцев Ю.П. Синтез полимерних ацетиленидов // Високомолек.
соединения. – 1960. – 2, № 12. – С. 1824–1827.
116 ISSN 1025-6415 Reports of the National Academy of Sciences of Ukraine, 2011, №12
10. Паушкин Я.М., Лунин А.Ф., Омаров О.Ю. Полимеры с сопряженными связями из углекислого и
двууглекислого аммония // Там же. – 1964. – 6, № 4. – С. 734–736.
11. Nadkarni R.A. A review of modern instrumental methods of elemental analysis of petroleum related
material, part II analytical techniques // Modern Instrumental Methods of Elemental Analysis of Petroleum
Products and Lubricants / Ed. R.A. Nadkarni. – Philadelphia: ASTM Intern., 1991. – P. 21–51.
Надiйшло до редакцiї 30.06.2011Iнститут бiоорганiчної хiмiї та нафтохiмiї
НАН України, Київ
V.A. Bortyshevskyy, D. S. Kamenskyh, S. L. Melnykova,
Academician of the NAS of Ukraine V.P. Kukhar
Injected proton conductivity of conjugate polymers at high
temperatures
Considerable proton conductivity of 1 ·10−6–4.1 ·10−4 S/cm in the temperature range of 50–460 ◦C,
respectively, has been detected in synthesized polymer materials on the basis of acetylene, carbami-
de, and polyvinylchloride. It has been established that the catalytic generation and the injecti-
on of protons in quantum satis into the investigated material placed in a low-potential electric
field (0.1–10 V) are the requirement for proton conductivity of the specified polymers. Proton
transport in the polymer’s matrix is carried out by means of conjugate [−CH=CH−CH=CH−]
n
,
[=CH−N=CH−N=CH−]
m
, [−C≡C−C≡C−]
x
or twinned [=C=C=C=C=]
y
multiple bonds. The
research has shown the advantages of the product of oxidative dehydropolycondensation of acetylene
as a proton conductor, extended surface (320 m2/g) of which stimulates a diminution of the proton
escape resistance from a generator into polymer’s hydrocarbon chain.
ISSN 1025-6415 Доповiдi Нацiональної академiї наук України, 2011, №12 117
|