Lithium-Conducting Nafion Membrane Plasticized with a DMSO–Sulfolane Mixture

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

The effect of the composition of a binary plasticizing mixture based on dimethyl sulfoxide and sulfolane on the physicochemical properties of the lithium form of the Nafion membrane is studied. To explain the behavior of the electrotransport properties of membranes, experimental studies of intermolecular interactions, thermal behavior, and the ion-transport properties of the obtained lithium-conducting polyelectrolytes are carried out using IR spectroscopy, simultaneous thermal analysis, and impedance spectroscopy. A relationship is found between the shift of the eutectic point to the region of a lower content of sulfolane compared to bulk solvents and the composition of the plasticizer, in which the samples had the best conductivity of 0.76 mS/cm at 30°C.

About the authors

R. R. Kayumov

Federal Research Center of Problems of Chemical Physics and Medicinal Chemistry, Russian Academy of Sciences

Email: kayumov@icp.ac.ru
Chernogolovka, Russia

A. P. Radaeva

Federal Research Center of Problems of Chemical Physics and Medicinal Chemistry, Russian Academy of Sciences

Email: kayumov@icp.ac.ru
Chernogolovka, Russia

A. A. Krupina

Federal Research Center of Problems of Chemical Physics and Medicinal Chemistry, Russian Academy of Sciences; Moscow Institute of Physics and Technology

Email: kayumov@icp.ac.ru
Chernogolovka, Russia; Dolgoprudny, Moscow oblast, Russia

K. A. Tarusina

Federal Research Center of Problems of Chemical Physics and Medicinal Chemistry, Russian Academy of Sciences

Email: kayumov@icp.ac.ru
Chernogolovka, Russia

A. N. Lapshin

Federal Research Center of Problems of Chemical Physics and Medicinal Chemistry, Russian Academy of Sciences

Email: kayumov@icp.ac.ru
Chernogolovka, Russia

L. V. Shmygleva

Federal Research Center of Problems of Chemical Physics and Medicinal Chemistry, Russian Academy of Sciences

Author for correspondence.
Email: kayumov@icp.ac.ru
Chernogolovka, Russia

References

  1. Fan X., Wang C. // Chem. Soc. Rev. 2021. V. 50. P. 10 486.
  2. Gibbs H.H., Griffin R.N. // Patent 3041317A US. 1962.
  3. Connolly D.J., Gresham W.F. // Patent 3282875 US. 1966.
  4. Kusoglu A., Weber A.Z. // Chem. Rev. 2017. V. 117. P. 987.
  5. Zhu L.Y., Li Y.C., Liu J. et al. // Pet. Sci (China). 2021. V. 19. P. 1371.
  6. Ng W.W., Thiam H.S., Pang Y.L. et al. // Membranes (Basel). 2022. V. 12. № 5. P. 506.
  7. Jiang B., Wu L., Yu L. et al. // J. Membr. Sci. 2016. V. 510. P. 18.
  8. Sanginov E.A., Kayumov R.R., Shmygleva L.V. et al. // Solid State Ionics. 2017. V. 300. P. 26.
  9. Yaroslavtsev A.B., Novikova S.A., Voropaeva D.Y. et al. // Batteries (Basel). 2022. V. 8. P. 162.
  10. Doyle M., Lewittes M.E., Roelofs M.G. et al. // J. Phys. Chem. B. 2001. V. 105. P. 9387.
  11. Doyle M., Lewittes M.E., Roelofs M.G. et al. // J. Membr. Sci. 2001. V. 184. P. 257.
  12. Sachan S., Ray C.A., Perusich S.A. // Polym. Eng. Sci. 2002. V. 42. P. 1469.
  13. Su L., Darling R.M., Gallagher K.G. et al. // J. Electrochem. Soc. 2016. V. 163. P. A5253.
  14. Krupina A.A., Kayumov R.R., Nechaev G.V. et al. // Membranes (Basel). 2022. V. 12. № 9. P. 840.
  15. Воропаева Д.Ю., Новикова С.А., Ярославцев А.Б. // Успехи химии. 2020. Т. 89. № 10. С. 1132.
  16. Kulova T., Skundin A., Chekannikov A. et al. // Batteries. 2018. V. 4. № 4. P. 61.
  17. Voropaeva D.Y., Novikova S.A., Kulova T.L. et al. // Solid State Ionics. 2018. V. 324. P. 28.
  18. Воропаева Д.Ю., Ярославцев А.Б. // Мембраны и мембр. технологии. 2022. Т. 12. № 4. С. 315.
  19. Карелин А.И., Каюмов Р.Р., Сангинов Е.А. и др. // Мембр. мембр. технол. 2016. Т. 6. № 4. С. 366.
  20. Каюмов Р.Р., Шмыглева Л.В., Евщик Е.Ю. и др. // Электрохимия. 2021. Т. 57. № 8. С. 507.
  21. Kayumov R.R., Sanginov E.A., Shmygleva L.V. et al. // J. Electrochem. Soc. 2019. V. 166. P. F3216.
  22. Guglielmi M., Aldebert P., Pineri M. // J. Appl. Electrochem. 1989. V. 19. P. 167.
  23. Voropaeva D.Y., Novikova S.A., Kulova T.L. et al. // Ionics. 2018. V. 24. P. 1685.
  24. Voropaeva D., Novikova S., Xu T. et al. // J. Phys. Chem. B. 2019. V. 123. № 48. P. 10217.
  25. Сангинов Е.А., Евщик Е.Ю., Каюмов Р.Р. и др. // Электрохимия. 2015. Т. 51. № 10. С. 1115.
  26. Istomina A.S., Yaroslavtseva T.V., Reznitskikh O.G. et al. // Polymers (Basel). 2021. V. 13. № 7. P. 1150.
  27. Sanginov E.A., Borisevich S.S., Kayumov R.R. et al. // Electrochim. Acta. 2021. V. 373. P. 137914.
  28. Cai Z., Liu Y., Liu S. et al. // Energy Environ. Sci. 2012. V. 5. P. 5690.
  29. Liu Y., Cai Z., Tan L. et al. // Ibid. P. 9007.
  30. Cao C., Wang H., Liu W. et al. // Intern. J. Hydrogen Energy. 2014. V. 39. P. 16110.
  31. Simari C., Tuccillo M., Brutti S. et al. // Electrochim. Acta. 2022. V. 410. P. 139936.
  32. Резницких О.Г., Истомина А.С., Борисевич С.С. и др. // ЖФХ. 2021. Т. 95. № 6. С. 867.
  33. Fulem M., Růžička K., Růžička M. // Fluid Phase Equilib. 2011. V. 303. № 2. P. 205.
  34. Ahlers J., Lohmann J., Gmehling J. // J. Chem. Eng. Data. 1999. V. 44. № 4. P. 727.
  35. Domalski E.S., Hearing E.D. // J. Phys. Chem. Ref. Data. 1990. V. 19. P. 881.
  36. Jannelli L., Pansini M. // J. Chem. Eng. Data. 1985. V. 30. P. 428.
  37. Feldheim D.L., Lawson D.R., Martin C.R. // J. Polym. Sci. B. 1993. V. 31. P. 953.
  38. Thompson E.L., Capehart T.W., Fuller T.J. et al. // J. Electrochem. Soc. 2006. V. 153. P. A2351.
  39. Lue S.J., Shieh S.J. // J. Macromol. Sci. B. 2009. V. 48. P. 114.
  40. Смирнов В.А., Дубовицкий В.А., Денисов Н.Н. и др. // Хим. физика. 2018. Т. 37. № 6. P. 72.
  41. Gruger A., Régis A., Schmatko T. et al. // Vib. Spectrosc. 2001. V. 26. P. 215.
  42. Karelin A.I., Kayumov R.R., Sanginov E.A. et al. // Spectrochim. Acta, Part A. 2017. V. 178. P. 94.
  43. Bushkova O.V., Sanginov E.A., Chernyuk S.D. et al. // Membranes and Membr. Technol. 2022. V. 4. № 6. P. 433.
  44. Bagheri S., Monajjemi M., Ziglari A. et al. // Russ. J. Phys. Chem. B. 2021. V. 15. Suppl. 1. P. S140.
  45. Chen Z., Shao Z., Siddiqui M.K. et al. // Russ. J. Phys. Chem. B. 2019. V. 13. P. 156.
  46. Галашева А.Е., Рахманова О.Р., Катиг К.П. и др. // Хим. физика. 2020. Т. 39. № 11. P. 80.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2.

Download (5KB)
3.

Download (4KB)
4.

Download (474KB)
5.

Download (211KB)
6.

Download (693KB)
7.

Download (535KB)
8.

Download (300KB)

Copyright (c) 2023 Р.Р. Каюмов, А.П. Радаева, А.А. Крупина, К.А. Тарусина, А.Н. Лапшин, Л.В. Шмыглева

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».