ساخت غشای نانوکامپوزیتی با نانوسیلیکا تولید شده با گروه های تبادلگر پروتن برای کاربرد در پیل سوختی پلیمری

در پژوهش حاضر به تهیه غشای نانوکامپوزیتی بر پایه کیتوسان برای استفاده در پیل های سوختی پرداخته شده است.به این منظور، ابتدا نانوسیلیکا با استفاده از ترکیبی از مرکاپتوسیلان و ارتوسیلان اصلاح گردید. نتایج حاصل از آزمون های تشخیصی طیف سنجی مادون قرمز و گرماوزنی نشان از تشکیل ساختاری چندلایه از گروه های اصلاح کننده مرکاپتو سیلان بر روی نانوسیلیکا است. با افزودن نانوذرات سیلیکا به پلیمر حاصله، غشای نانوکامپوزیتی ساخته شد. افزودن نانوذرات سیلیکا اصلاحشده با گروههای سولفونیک اسید به ایجاد جفت های اسید باز منجر شده و سد انرژی در برابر عبور پروتن را کاهش میدهد. همچنین برهمکنش های الکترواستاتیک ایجادشده بین گروه های آمین کیتوسان و سولفونیک اسید نانوذرات منجر به بهبود پایداری غشا میگردد. آزمون های جذب آب و تجزیه گرماسنجی از بهبود مقاومت فیزیکی و شیمیایی غشا حکایت دارد. با توجه به یافته های پژوهش حاضر، غشای بیوپلیمری ساخته شده میتواند جایگزینی مناسب برای کاربرد در پیل های سوختی دماپایین باشد.

Keywords:

کیتوسان , نانوکامپوزیت , نانوسیلیکا , غشای پلیمری , رسانش پروتنی , تبادلگر یون