Hydration and Water Molecules Mobility in Acid Form of Nafion Membrane Studied by 1H NMR Techniques


Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Hydration of perfluorinated sulfonic cation-exchange membrane Nafion 117 in acidic ionic form was investigated. It was shown that cation H+ is coupled with two water molecules and hydroxonium ion H5O2+ at low water content is formed. The main feature of the temperature dependence of the self-diffusion coefficients is the increasing curve slopes in low-temperature regions. At high humidity activation energies do not depend on the water content above 0 °C and are close to the bulk water activation energy. The changes in slopes of self-diffusion coefficients and proton conductivity temperature dependencies are usually explained by the freezing of free water at temperatures below 0 °C. This explanation contradicts the temperature dependence of the amount of mobile water. Water does not freeze till λ = 9–10 (λ is the number of water molecules per sulfonate group), but, anyway, ice-like phase DSC peak is observed at λ ≤ 9. From analysis of the 1H NMR relaxation time temperature dependences, it was proposed that at the temperatures below 0 °C water molecules are associated, but are not able to form ice phase because part of their hydrogen bonds are occupied by sulfonate group oxygen and H+ cation. The mobility of these associates is rather high at negative temperatures; however, these associates show a DSC peak.

Об авторах

Alexander Chernyak

Institute of Problems of Chemical Physics RAS; Science Center in Chernogolovka RAS

Email: vitwolf@mail.ru
Россия, Academician Semenov avenue, 1, Chernogolovka, Moscow Region, 142432; Lesnaya str. 9, Chernogolovka, Moscow Region, 142432

Sergey Vasiliev

Institute of Problems of Chemical Physics RAS

Email: vitwolf@mail.ru
Россия, Academician Semenov avenue, 1, Chernogolovka, Moscow Region, 142432

Irina Avilova

Institute of Problems of Chemical Physics RAS

Email: vitwolf@mail.ru
Россия, Academician Semenov avenue, 1, Chernogolovka, Moscow Region, 142432

Vitaly Volkov

Institute of Problems of Chemical Physics RAS; Science Center in Chernogolovka RAS

Автор, ответственный за переписку.
Email: vitwolf@mail.ru
Россия, Academician Semenov avenue, 1, Chernogolovka, Moscow Region, 142432; Lesnaya str. 9, Chernogolovka, Moscow Region, 142432

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML

© Springer-Verlag GmbH Austria, part of Springer Nature, 2019

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».