1. Trang chủ
  2. » Luận Văn - Báo Cáo

Nghiên cứu chế tạo, khảo sát tính chất và Định hướng Ứng dụng của màng trao Đổi anion hydroxyl

63 0 0
Tài liệu được quét OCR, nội dung có thể không chính xác
Tài liệu đã được kiểm tra trùng lặp

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

THÔNG TIN TÀI LIỆU

Thông tin cơ bản

Tiêu đề Nghiên cứu chế tạo, khảo sát tính chất và định hướng ứng dụng của màng trao đổi anion hydroxyl
Tác giả Nguyễn Văn Thức, Nguyễn Thị Cam Ha, Vũ Ngọc Duy, Pham Thi Hoa, Nguyễn Thị Điệp
Trường học Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội
Chuyên ngành Hóa học
Thể loại Báo cáo tổng kết kết quả thực hiện đề tài KH&CN cấp đại học quốc gia
Năm xuất bản 2020
Thành phố Hà Nội
Định dạng
Số trang 63
Dung lượng 6,85 MB

Nội dung

Nghiên cứu chế tạo, khảo sát tính chất và định hướng ứng dụng của màng trao đổi anion hydroxyl Nghiên cứu chế tạo, khảo sát tính chất và định hướng ứng dụng của màng trao đổi anion hydroxyl

Độ dẫn điện riêng Trên cơ sở kết quả phố tổng trở và mạch điện tương đương xác định được điện trở của mảng traoĐộ bền nhiệt

Một trong những yêu câu quan trọng của màng trao đôi anion ứng dụng trong pin nhiên liệu kiềm là độ bền nhiệt của màng Kết quả phân tích nhiệt trọng lượng cho thây, các hệ màng trao đôi chế tạo được trên cơ sở sự tổ hợp của PVA với các polymer khác đêu có độ bên nhiệt trên 100°C,

H đáp ứng được yêu cầu của màng trao đổi anion cho pin nhiên liệu kiêm Trên hình 10 thê hiện đường phân tích nhiệt trọng lượng của một số hệ màng chế tạo được k 12

PVA-PMMA-KOH PVA-PS-KOH Đường phân tích nhiệt trọng lượng TG và DTG của các hệ màng

5 Đánh giá về các kết quả đã đạt được và kết luận

- Bằng phương pháp sử dụng chất tạo gốc tự do, đã biến tính được PVA và chế tạo thành công màng trao đổi anion trên cơ sở sự biến tính của PVA ấy Màng biến tính thu được có giá trị độ dẫn điện riêng (>lmS/cm), khả năng trao đổi anion cao (2mmol/g) và có độ bền nhiệt độ trên 100°C, đáp ứng được các tiêu chí của màng trao déi anion cho pin nhiên liệu kiềm Khảo sát ảnh hưởng của khối lượng KOH ban đầu sử dụng để chế tạo màng PVA-PVA-KOH đến giá trị độ dẫn điện riêng, khả năng trao đổi anion, khả năng hấp thu nước cho thấy, khối lượng KOH ban dau tối ưu cho việc chế tạo mảng là 0 4g Tuy nhiên, khả năng hấp thu nước cao của màng là một vẫn đề cần khắc phục để tìm ra điều kiện tối ưu giữa độ dẫn điện riêng và độ bền cơ học cần thiết của màng

- Chế tạo thành công màng trao đổi anion trên cơ sở sự tổ hợp của PVA với polymer PEO, PVdI, PMMA P§ và poly(SI-co-VBTMAOH) theo các tỉ lệ khác nhau Sự có mặt của các polymer cũng như sự tổng hợp thành công các mẫu vật liệu được chứng minh qua kết quả phé hong ngoại và phô cộng hưởng từ hạt nhân (HNMR) Các mẫu màng thu được đều có độ bền nhiệt trên 100°C đáp ứng được yêu cầu độ bền nhiệt của màng trao đổi anion trong pin nhiên liệu kiềm Khảo sát các tính chất vật | ý và hóa học của các mẫu vật liệu cho thay mau ‘to hợp giữa PVA với PEO, PMMA và PS đều có khả năng hấp thu nước và khả năng trao đổi ion khá cao Mẫu PVA/PMMA/KOH tỉ lệ khối lượng 10:1:2 cho kết quả khả năng trao đổi ion là 1,44mmol/gam mang, độ hấp thu nước 85%, độ dẫn riêng cao (2,729mS/cm) phù hợp với các tiêu chí ứng dụng cho pin nhiên liệu kiểm Mẫu vật liệu tổ hop gitta PVA va PVdF cho kết quả độ hấp thu nước và khả

13 năng trao đổi ion còn khá thấp Các mẫu màng tổ hợp giữa PVA với copolymer poly(ST-co- VBTMAOI) cho két qua d6 dan dién riêng khá tốt, giá trị khả năng trao đổi iontừ 0 ,32mmol/gam màng tới 0.65mmol/gam màng ở nhiệt độ phòng Khảo sát cho thấy với tỉ lệ ban đầu ST/VBC là 1:2 thu được các giá trị độ dẫn điện riêng (dat 7,25mS/cm) va khả năng trao đổi anion tốt nhất (đạt 0,65mmol/gam màng), đáp ứng được yêu cầu của màng trao đổi anion cho pin nhiên liệu kiềm

So sánh vẻ tính chất của các hệ mảng chế tạo được với một số hệ tương tự cho thấy, bằng phương pháp dơn giản, nghiên cứu đã chế tạo được màng trao đổi anion trên cơ sở sự tổ hợp và biến tính của PVA có những đặc trưng tính chất cao hơn hoặc tương đương (bảng S)

Bang 5: Màng trao đôi anion trên cơ sở sự biến tính và tổ hop cua PVA

Tên màng trao đôi Độ dẫn điện riêng IEC Kha nang Tài liệu

(mS/cm) (mmol/g) | hấp thu tham khảo nước (%)

PVA-PVA-0.4KOH 8,05 3,25 65 Trong NC

PVA-PVA-0.5KOH 6.89 3,83 68 Trong NC

10PVA/0.66PMMA/KOH 2,40 0,60 52 Trong NC

I10PVA/PMMA/2KOH 2,73 1,44 85 Trong NC

LOPVA/10PS/2KOH 0,36 2,81 71 Trong NC

1ST/2VBTMAOH/PVA-2 7,25 0,65 82 Trong NC

IST/2VBTMAOH/PVA-1 6,19 0,59 91 Trong NC

[1] J Pu J Qiao H Ly J Ma, X.-Z Yuan and H Wang, ECS Transactions, 25 (2010) 15, [2] D L Zugie 1 M Perovic, V M Nikolic, S L Maslovara, M P MarcetaKaninski, /nt J Electrochem Sci., 8 (2013) 949 [3] N Kakali J Maiti G Das, S.H Lee, Y S Yoo, /at J Hydrogen Energy, 40 (2015), 7114

[4] D Wane Y Wang J Wangs, L Wang, Polymer, 170 (2019), 31 [5] KK EL Gopi V2 M Dhavale, S D Bhat Material Science for Energy Tecnologies, 2 (2019), 194 [6] D Herranz R Escudero- Cid, M Montiel, C Palacio, E, Fatas, P Ocon, Renewable Energy, 127 (2018), 883

6 Tóm tắt kết quả (tiếng Việt và tiếng Anh)

Trong nghiên màng trao đôi anion đã được chế tạo trên cơ sở sự biến tính của PVA và tổ hợp của Poly (vinyl alcohol) (PVA) với Poly (ethylene oxide) (PEO), Poly (Vinylidene fluoride) (PVdF), Poly (Methylmethacrylate) (PMMA), Polystyrene (PS ) va poly (Styren-co-vinyl benzyl trimethy] ammonium hydroxide) (Poly (ST-co-VBTMAOH)) Su hinh thanh san pham và cầu trúc của màng được khăng định băng phương pháp phổ hồng ngoại (FTIR) và phổ cộng hưởng từ hạt nhân (HNMR) Các màng được khảo sát về độ dẫn điện, khả năng trao đổi anion, độ hấp thu nước và độ bên nhiệt Kết quá thu được cho thấy màng trao đổi anion có độ dẫn hydroxide và khả năng trao đôi ion (IEC) tốt (độ dẫn lên tới §,0 mS / em, IEC dén 3,0 mmol / g) và độ bền nhiệt độ lên tới 200°C

Những vật liệu mảng này phù hợp với yêu cầu của màng trao déi anion cho pin nhiên liệu kiềm

Ngoài ra luận văn thực hiện nghiên cứu các yêu tô ảnh hưởng đến tính chất,cấu trúc của mảng trao đổi anion và tìm ra các điều kiện tối ưu cho việc chế tạo màng ứng dụng cho pin nhiên liệu kiềm

In this study anion exchange membranes have been synthesized by modification of PVA and combination of poly(vinyl alcohol) (PVA) with Poly(ethylene oxide) (PEO), Poly(Vinylidene fluoride)(PVdF) Poly(Methylmethacrylate)(PMMA), Polystyrene (PS) and poly(Styrene-co-viny] benzy! trimethyl ammonium hydroxide) (Poly(ST-co-VBTMAOH)) The formation of produce and

14 structure of the membrane was confirmed by Fourier transform infrared spectrophotometry (FTIR) and nuclear magnetic resonance spectra (LH NMR) The obtained membranes were evaluated for their own conductivity, anion exchange capacity, water uptake, and thermal stability The results showed that the anion exchange membrane exhibited good hydroxide conductivity and ion exchange capacity (IEC) (conductivity up to 8.0 mS/cm, IEC to 3.0 mmol/g) and thermal stability up to 200°C These membrane materials conform to the requirements of anion exchange membranes for alkaline fuel cells In addition, this master thesis studies the factors affecting the properties, structure of the anion exchange membrane and finding the optimal conditions for the preparation of membranes for alkaline fuel cell application.

PHAN II SAN PHAM, CONG BO VA KET QUA DAO TAO CUA DE TAI

Yêu cầu khoa học hoặc/và chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật

TT Tên sản phẩm Đăng ký Đạt được

Màng trao đổi có độ dẫn điện riêng lớn hơn lmS/cm, bền trong môi trường kiềm và có độ bền nhiệt tới

~100°C 1 | Quy trinh ché tao mang trao déi anion hydroxyl quy mô phong thi nghiém Đã đạt được yêu cầu

Kích thước 3x3 cm, chiều dày nhỏ hơn 0,1mm, độ dẫn điện riêng lớn hơn 1mS/cm, bền trong môi trường kiềm và bền nhiệt độ ~100°C

2 | 02 tắm màng trao đổi anion hydroxyl Đã đạt được yêu cầu

3.2 Hình thức, cấp độ công bố kết quả

Ti ình trạng Ghi địa chỉ | Đánh giá xa ;

(Đã in/ chấp nhận in/ đã nộp| Yà cảm ơn | chung

Sản phẩm đơn/ đã được chấp nhận đơn sur tài trợ (Da b

1T hợp lệ/ đã được cấp giấy xác ĐHOGHN tung nhận SHT 1/ xác nhận sử đúng quy lạ dụng sản phẩm) định

1 (Cong trinh cong bé trén tap chi khoa hoc quốc tế theo hệ thông ISI/Scopus

1.1 Nguyen Van Thục, Nguyen Thi Đã in Có Đạt

Cam Ha Nguyen Huu Tho (2019).Study on Synthesis and Characterization of Anion Exchange Membrane Based on Poly (Vinyl Alcohol) modified by free-radical polymerization, International Journal of Electrochemical Science, V.15,P

1.2 2 Bách chuyên khảo được xuất bản hoặc ký hợp đông xuất bản |

2.2 3 |Danv ky so htru tri tué 3.1 3.1

4 lBài báo quôc tê không thuộc hệ thông ISI/Scopus 4.] 4.2

5 JBải báo trên các tạp chí khoa học của ĐHQGHN tạp chí khoa học chuyên ngành quốc gia hoặc báo cáo khoa học đăng trong kỷ yêu hội nghị quốc tế

5.1 JVũ Thị Hồng Nhung, Huỳnh Thị | Da in Có Đạt

Lan Phương Nguyễn Hữu Thọ, Nguyễn No) Cam Hà, Nguyễn Văn Thức (2019) Nghiên cứu tổng hợp và đặc trưng tính chất của mang trao đôi anion trén cơ sở tổ hợp của poly(styrene-co-vinylbenzyl ammonium hydroxide) và poly(vinyl alcohol), WNU Journal of Science: Natural Sciences and Technology Vol 35, No 3 7-14;

5.2 Nguyen Thị Cam Ha, Pham Dinh | Da in Có Đạt

Dat Huynh Thi Lan Phuong, Nguyen Xuan Hoan, Nguyen Van Thue (2017) Study on synthesis and characterization of composite anion exchange membrane for fuel cell application, The 6th Asian Symposium on Advanced Materials Chemistry, Physics&

Biomedicine of Functional Novel Materials P 590

6 |Báo cáo khoa học kiến nghị, tư vẫn chính sách theo đặt hàng của đơn vị sử dụng

7 |Kết qua du kién duoc ứng dung tại các cơ quan hoạch định chính sách hoặc cơ sở ứng dụng KH&CN

EE ES Bm mcm Ee

Thời gian và kinh phí Công trình công bố liên quan

Nhung chất của màng trao đổi anion kiềm, ứng dụng cho pin nhiên liệu TT | Họ và tên tham gia đề tài - (Sản phẩm KHCN, luận án, luận Đã bảo vệ

(số tháng/số tiễn) văn)

J | Huỳnh Thị {24 Nghiên cứu chế tạo, khảo sát khả | Đã bảo vệ

Lan Phuong năng xúc tác điện hóa của vật liệu điện cực tổ hợp và định hướng ứng dụng trong pin nhiên liệu kiềm

Học viên cao học 1 | Vũ Thị Hông | 24 Nghiên cứu chế tạo, đặc trưng tính | Đã bảo vệ

PHAN IV TONG HOP KET QUA CAC SAN PHAM KH&CN VÀ ĐÀO TẠO CỦA DE TAI

TT San pham Số lượng Số lượng đã

1 | Bài báo công bố trên tạp chí khoa học quốc tế theo hệ thông | 01 01 (SI/Scopus

2| Sách chuyên khảo được xuất bản hoặc ký hợp đồng xuất bản

| 3 | Đăng ký sở hữu trí tuệ

| 4 | Bài bảo quốc tế không thuộc hệ thông ISI/Scopus 5| Số lượng bài báo trên các tạp chí khoa hoc cha DHQGHN, | 01 01 bai bao tạp chí khoa học chuyên ngành quốc gia hoặc báo cáo khoa 01 báo cáo học đăng trong kỷ yêu hội nghị quôc tế tại hội nghị

Khoa học mm Quốc tế

6 | Báo cáo khoa học kiến nghị, tư van chính sách theo đặt

|_| hang cua đơn vị sử dụng 7 | Két qua dur kiến được ứng dụng tại các cơ quan hoạch định

| | chính sách hoặc cơ sở ứng dụng KH&CN

8 | Dao tao/hé trg dao tao NCS 0 01

PHẢN V, TÌNH HÌNH SỬ DỤNG KINH PHÍ

TT Noi dung chi được duyệt | thực hiện | Ghi chú

LA | Chỉ phí trực tiếp 237,5 237,5

2 | Nguyén nhién vat liệu, cây con 98,135 98,135 3 | Thiet bi dung cu

| 5 | Dich vy thuê ngoải 6_ | Hội nghị Hội thao, kiểm tra tiên độ, nghiệm thu

PHẢN V KIÊN NGHỊ (vẻ phát triển các kết quả nghiên cứu của đề tài; về quản lý, tổ chức thực hiện ở các cap):

PHAN VI PHU LUC (minh ching cdc san phém néu 6 Phan ID)

Don vi chu tri đề tài

(Thu trương dơn vị ký tên, đóng dấu)

PGS TSKH Vil Hoang Linh

Hà Nội, ngày 25 tháng 12 năm 2020 Chủ nhiệm đề tài

PHU LUCINTRODUCTION

Currently, the alkaline fuel cell has been increasing concerns because of the development of new exchang e membranes of hydroxyl anion, separating two electrode regions The anion exchange membranes are recognized to-be more effective thanproton exchange membranes in alkaline fuel cell application The membrane effective featuresare higher energy conversion efficiency, less corrosion, and more economical catalyst materials In addition, the alkaline fuel cell uses the anion exchange membrane that is more preeminent than normal alkaline fuel cell because of blocking cation movement [1] suppressing carbonate precipitation, reducing fuel loss, and increasing specific energy density

Previous studies indicated that hydroxyl anion exchange membranes based on poly (vinyl alcohol) (PVA) displayed good performances in term of ionic conductivity, anion exchange capacity

Moreover, the manufacturing process is much more simple with using waterasthe solvent during fabrication [2-4] However, the application of PVA-based membranes hasstill faced several challenges which need to overcome such as the high water absorption capacityleads to the reduction of the

Figure 1 I3C-NMR spectrum of modified PVA(PVA-PVA)

Figure | shows the appearance of a '°C spectral signal in the region of ~ 130 ppm chemical shift, which is characteristic of the signal of quaternary carbon atoms This proves that the coupling process between PVA molecules has been done in diagram | The study on the PVA that was denatured by gamma irradiation [5] also showed the result of PVA circuit coupling which is similar to diagram |

2.3 Fabrication of membrane Table 1 Components in the fabrication process of membrane

No Membrane Mass of 10% solution [PVA- | Mass of KOH,

9 PVA-PVA-0.50KOH 10.21 0.51 en “~————-——- FO at

RESULTS AND DISCUSSION

Surface morphologies of the original PVA, PVA-PVA materials, and anion exchange membrane based on modified PVA (PVA-PVA) are displayed in Figure 2

Figure 2.SEM graphs at 200 000 times magnification (scale bar represents 4 1m) of membrane on based PVA (a), PVA-PVA(b) and PVA-PVA-0,25gKOH (c) isso" 4 -

Figure 3a Impedance spectroscopy of the anion exchange membrane PVA-PVA-0.25gKOH

As can be seen from Figure 2, the fabricated film based-on the original PVA shows a round granular surface In contrast, the surface of PVA grafted is smoother (no more grain shape as the original PVA) This could be a good evidence for the successful coupling of PVA Surprisingly, surface cracking could be observed from SEM image of PVA-PVA-0.25g KOH film That was the cause by addition of KOH and some moisture making the film less durableandmore prone to breakage.

Int J Electrochem Sci., Vol 15, 2020 8196 about 0.4 g This phenomenon could be explained by the increase in ion concentration when adding KOH However, after that point, the moreadded KOH amount the lower ionic conductivity It could be attributed to the reduction of the ion mobility of the KOH because the membrane is dry Our result is competitive with previous work, which recorded the ionic conductivity of PVA-KOH-H20 based polymer is approximately 107% S.cm'! [10, 11] In addition, the conductivity of anion exchange membrane based on the modified PVA by gamma irradiation method has a higher value of 0.34 S.em'!

Another important characteristic of the anion exchange membrane is the anion exchange capacity determined by back titration in this work The relation between anion exchange capacity values on the initial mass of KOH is displayed in Figure 5 It shows that the anion exchange capacity of PVA-PVA-xKOH membrane increases with the content of KOH However, the experimental data is smaller than the calculated theoretical value which could be explained by the following reasons: the film is not completely dry, and the water absorptivity is high, so the mass of water needs to be involved when calculating the mass of the film Part of the KOH could not be diffused into the environment containing HCI due to its being inside the polymer's structure or creating molecular bonds with the polymer structure

Figure 5 Anion exchange capacity of membranes PVA-PVA-xKOH depending on KOH concentrations (x) (1) Results obtained by back titration (2) The concentration of KOH in Ig of the membrane with the assumption of absolute dry film

The water inside of the membrane can provide the environment for OH” transport that increases the ionic conductivity of the membrane but excessive water uptake will result in reduced mechanical strength and reduced lifetime of the membrane Therefore, the water content is an important parameter

Another important characteristicof the anion exchange membrane is temperature stability, which is crucial Thermalgravimetricanalysisof PVA-PVA-0.5gKOH film is displayed in Figure 7

“100 mT T TT TT TT a lub 200 100 100 S00 0n 70U son

Figure 7 TGA and DTG curvens for the anion exchange membrane PVA-PVA-0.5g KOH

From room temperature to a temperature of 150°C, the weight loss around 25% (with exothermic peaks of the TGA locate at 118.8°C), implying the high content of water present in the sample PVA decomposition process begins at around 200°C through various stages which are similar to the TG curve for PVA in the previous study of Merler et.al [10] Thus, the anion exchange film based on PVA-PVA-0.5gKOH could operate at temperature around 100°C, meeting the required thermal durability of the membrane for alkaline fuel cells ì

By using free radical reaction, PVA has been modified and successfully created anion exchange membrane based on PVA denaturation The modified membrane displays moderate specific ionic conductivity (> ImS/cm), high anion exchange capacity (> 2mmol / g), and stable with temperature over 100°C, responding to the criteria of the exchanging membrane for the application in alkaline fuel cell The effect of the KOH content t to the specific conductivity value, anion exchange a ee a Le bt ok Lo

VNU Journal of Science: Natural Sciences and Technology Vol 35, No 3 (2019) 7-14

VNU Journal of Science: Natural Sciences and Technology

Journal homepage: https:/Js.vnu.edu.v/NST

Study on Synthesis and Characterization of Composite Anion Exchange Membrane Based on poly(styrene-co-vinylbenzy] ammonium hydroxide) and poly(viny! alcohol)

Vu Thi Hong Nhung, Huynh Thi Lan Phuong, Nguyen Huu Tho,

Nguyen Thi Cam Ha, Nguyen Van Thuc”

Faculty of Chemisinh, VNŨ Dniversit of Science, 19 Lê Thánh Tông, Hanoi, Vietnam

Received 24 December 2018 Revised 14 March 2019; Accepted 18 March 2019

Abstract: In this study, poly(styrene-co-vinyl benzy! trimethyl ammonium chloride) with different styrene to vinyl benzyl chloride ratio (3:1, 1:1, 1:2) have been synthesized The formation ofproducts was confirmed by Fourier transform infrared spectrophotometry (FTIR) and nuclear magnetic resonance spectra ('H NMR), Then, anion exchange membranes were prepared by combination of poly(styrene-co-vinyl benzyl trimethyl ammonium hydroxide) and poly (vinyl alcohol) The obtained membranes were evaluated for their own conductivity, anion exchange capacity, and thermal decomposition The results showed that the anion exchange membrane produced from copolymer with styrene to vinyl benzyl chloride ratio 1: 2 exhibited good hydroxide conductivity of 7 mS/cm, ion exchange capacity was 0.65mmol/g and stability to 200°C

Keywords: membrane, poly(vinyl alcohol), copolymer, conductivity, fuel cell

Email address: nguyenvanthuc@vnu.edu.vn https://doi.org/10.25073/2588-1 140/vnunst.4849

KTH, Nhung et al / VNU Journal of Science: Natural Sciences and Technology, Vol 35, No 3 (2019) 7-14 9 khắc phục như khá năng hút nước cao dẫn tới việc làm giảm độ bền của hệ màng trao đôi

Trong nghiên cứu [5] màng trao đổi anion được chế tạo trên cơ sở đồng trùng hợp styrene (ST) với vinylbenzyl chloride (VBC) tạo thành poly(styrene-co-vinylbenzyl chloride) Sau do co-polymer được biến tính cùng với trimethyl amine trong dung môi dimethylformamide dé thu được co-polymer có chứa nhóm chức ammonium bac 4 Hé mang trên có giá trị độ dẫn điện riêng cao ~6,8 mS/cm 6 20°C, kha nang trao déi anion 2,14 mmol/g Tuy nhiên, việc chế tạo - màng phức tạp và giá thành sản phẩm cao là một _ trong những nhược điểm cần khắc phục của hệ màng trên Đề bước đầu khắc phục những nhược điểm trên của 2 hệ màng, chúng tôi đã lựa chọn nghiên cứu: Ch tạo màng trao đổi anion trên co’ sé té hop cia poly(styren-co-vinyl benzyl trimethylammonium hydroxide) va poly(vinyl alcohol), nham muc tiéu nang cao duge tinh chat cơ bản cần thiết của màng, đồng thời tối ưu hóa những tính chất để có thể nâng cao khả năng ứng dụng vào thực tế của mảng trao đổi anion

Trong nghiên cứu các hóa chất được sử dụng gồm: Styrene > 99%(Sigma), Vinylbenzyl

‘chloride 97% (Sigma), Polyvinyl! alcohol (PVA), 98%, Mw = 16000 (Acros), 2,2'-Azobis(2- methylpropionitrile) (AIBN) 98% (Aladdin), Trimethylamine (TMA) 33% trong ethanol _ (Acros), Potassium hydroxide (KOH) d6 tinh khiết phân tích (Merck), Dimethylformamide (Prolabo), Ethanol tinh khiét (Prolabo)

22 Tổng hợp poly(styrene-co-vinyl benzyl chloride) (poly(ST- co-VBC))

Monome gồm styrene (ST) va vinylbenzyl chloride (VBC) sau loại bỏ chất ức chế được trộn thành hỗn hợp với tỉ lệ số mol ST:VBC lần lượt la 3:1, I:1, 1:2 cùng với chat khoi mao AIBN (ti lé 1% theo khối lượng) Hỗn hợp được sục khí _N¿ trong thời gian 30 phút.Sau khi sục khí N›, cách li hỗn hợp phản ứng với không khí và tiến hành gia nhiệt hỗn hợp phán ứng bằng cách dun cách dầu với nhiệt độ dầu duy trì 70°C, có sử dụng khuấy từ trong 30 phút thì thu được copolymer dang ran Giảm nhiệt độ hỗn hợp phản ứng xuông còn 40°C, thêm chậm lượng thật nhé DMF (dé thu duge dung dich polymer có độ nhớt cao) vào sản phẩm rắn và duy trì khuấy từ đến khi thu được dung dịch đồng nhất Dung dịch copolymer được sử dụng cho phần tiếp theo (tổng hợp poly(styrene-co-vinyl benzyl trimethyl ammonium) chloride) Ngoai ra, dé đánh giá được sản phẩm của phản ứng, một qui trình tương tự được thiết lập Sau đó dung dịch - được rửa bằng nước cất và lọc, sấy trong chân không ở nhiệt độ 35°C thu được các sản phầm copolymer voi cac ti lé 3ST-1 VBC, IST-I VBC, - TST-2VBC

Phản ứng tụng hợp poly(styrene-co-vinyl benzyẽ chloride)

San pham của phản ứng được đánh giá bằng phổ hấp thụ hồng ngoại (trên thiết bị Jasco FTIR/6300 trong vùng tần số từ 400 — 4000 cm', tại Bộ môn Hóa lý, Khoa Hóa học, Trường Đại hoc KHTN) cho két qua trong hình 1 Kết quả cho thay quá trình đông trùng hợp thành công khi ta thấy không tổn tại sự có mặt tín hiệu mạnh của nhóm C¿H:-C=C- ở khoảng 1625 cmrÌ, và sự tổn tạitín hiệu mạnh của -CH:- ở khoảng 2919 cm'! a tị

Hình | Phé IR ctta cac mau (a) 3ST-1 VBC, (b) IST-I VBC và (c)1ST-2VBC

V.T.H Nhung et al / VNU Journal of Science: Natural Sciences and Technology, Vol 35, No 3 (2019) 7-74 II

Phương pháp 1: ép mảng từ các mẫu chất thu được từ bước trên rồi ngâm trong KOH IM (dung môi Ethanol/nước với tỉ lệ thể tich 3:1) trong 24 giờ; sau đó rửa bằng nước cất, sấy khô trong tủ sây chân không ở nhiệt độ 35°C roi ép lai Cac mau thu duoc dugc ki higu 3ST- IVBTMA-OH-PVA-I, IST-IVBTMA-OH — PVA-I, IST-2VBTMA-OH -PVA-I

Phương pháp 2: ngâm các mẫu đã thu được từ bước trước trong KOH IM (dụng môi - EthanoVnước với tỉ lệ thể tích 3:1) trong 24 giờ; sau đó rửa bằng nước cất, sấy khô trong tủ sây chân không ở nhiệt độ 35°C rồi ép thành màng

Các mẫu thu được được kí hiệu 35T-IVBTMA-

OH-PVA-2, IST-IVBTMA-OH-PVA-2, IST- 2VBTMA-OH-PVA-2

A Voi |: dé day cha mang (cm); R: điện trở của

2.5.2 Kha năng trao déi ion

Kha nang trao đôi i ion (IEC) được xác định bằng phương pháp chuẩn độ ngược Một mảnh hoàn toàn khô màng trao đổi anion với khối lượng xác định được ngâm trong 10 mÌ dung dịch HCI với nồng độ xác định trong 24h Sau khi trao đổi ion, lấy 5 ml dung dịch HCI chuẩn độ với dung dịch KOH nông độ 0,01M, sử dụng dung địch phenolphtalein làm chất chỉ thị Thé tích dung dịch KOH dùng chuẩn độ được ghi lại để tính nồng độ dung dịch HCI sau khi ngâm màng

Khả năng trao đổi ion của mảng được tính toán theo công thức sau:

Vọ: thể tích dung dịch HCI ngâm màng (ml)

Cộ„„ C$„: nồng độ dung dịch axit trước và sau khi ngâm màng (mol/l) m: khối lượng của màng khô trước khi ngâm (g)

2.5.3 Khảo sát độ bên nhiệt Trong nghiên cứu, độ bền nhiệt của vật liệu được xác định bằng phương pháp phân tích nhiệt trọng lượng trên thiết bị phân tích nhiệt SETARAM Labsys TƠ của khoa Hóa học- trường Đại học Khoa học Tự nhiên — DHQGHN

Mẫu được khảo sát trong không khí từ nhiệt độ phong toi 800°C và tốc độ gia nhiệt là 10°C/phút

3 Kết quả và thảo luận

3.1 Độ dẫn riêng | Độ dẫn ion của màng đã chế tạo được xác định bằng phương pháp đo phô tổng trở Kết quả phô tổng trở của màng có dạng chung thể hiện trên hình 3

Hinh 3 Phé tong tré của màng trao đỗi anion

Kết quả phố tổng trở hình 3 ứng với mạch tương đương gồm: điện trở R — tương ứng với ed

ETH Nhung etal ¢ nhăm mục tiêu tôi ưu hóa tính chât và nâng cao khả năng trao đổi anion của màng

Một trong những đặc trưng quan trọng để có thể ứng dụng mảng trao đổi anion cho hoạt động của pin nhiên liệu đó là độ bên nhiệt độ của màng chế tạo được Trong nghiên cứu, độ bên nhiệt của màng được xác định băng phương pháp phân tích nhiệt trọng lượng (TG/DTG) trong khoảng nhiệt độ từ 30°C tới 8009C, tốc độ gia nhiệt 10°C/phút Đường phân tích nhiệt trọng lượng của hệ màng 3ST-IVBTMA-OH-PVA-2 được thê hiện trên hình 5 Những hệ màng chế tạo được đều có kết quả phân tích nhiệt tương tự như hình 5 Kết quả phân tích nhiệt trọng lượng cho thấy, những hệ màng chế tạo được có sự sụt giảm trọng lượng rõ rệt khi tăng nhiệt độ lên trên 200°C, tương ứng với quá trình phân hủy PVA {9] và các copolymer tổng hợp được Từ kết quả trên có thể kết luận, những hệ màng tô hợp chế tạo được có độ bền nhiệt tới 200°C và đáp ứng được yêu cầu của màng trao đôi anion cho pin nhiên liệu kiểm

So sánh đường phân tích nhiệt của các hệ màng với thành phần co-polymer khác nhau cho thấy:

Với tỉ lệ monome ST:VBC ban đầu là 3:1, trên đường cong DTG không xuất hiện peak ở vùng nhiét d6 nhd hon 200°C, voi ti lé ST: VBC = 1:1, có xuất hiện peak ở nhiệt độ ~98°C và sự sụt giảm khối lượng ~4,55%, với tỉ lệ ST:VBC = 1:2 có xuất hiện peak ở nhiệt độ ~99°C và sự sụt giảm khối lượng ~10,5% Sự xuất hiện các peak ở vùng nhiệt độ khoảng 100°C tương ứng với sự bay hơi của các phân tử nước tổn tại trong màng

Kết quả trên có thể được giải thích, khi tăng tỉ lệ VBC trong thành phần copolymer độ ưa nước của màng tăng lên làm tăng khả năng hút â ẩm của mảng, do đó lượng nước tôn tại trong mảng tăng lên Sự tồn tại nhiều phân tử nước trong màng một mặt có thể làm tăng độ dẫn điện tiéng cua mang trao đổi anion Mặt khác, sự tổn tại quá nhiều nước có thê làm giảm độ bền cơ học của màng chế tạo được Điều này, cho thay việc tìm ra điều kiện chế tạo màng (ti lệ monome trong thành phần copolymer, tỉ lệ giữa PVA và copolymer, nông độ KOH, ) để tối ưu hóa các tính chất của màng là vẫn đề cần thiết để chế tạo

NU Journal of Science: Natural Sciences and Technology, Vol 35, No 3 (2019) 7-14 13 ra những hệ mảng trao đổi anion hydroxide có những đặc trưng tính chất cao hơn

Hình 5 Kết quả phân tích nhiệt trọng lượng của màng 3ST-IVBTMA-OH-PVA-2

Tổng hợp thành công poly(styren-co-vinyl benzyl trimethyl ammonium chloride) voi ti 1é monome ban đầu khác nhau Sự tạo thành của copolymer được chứng minh qua kết quả phân tích phổ hồng ngoại (IR) va phổ cộng hưởng từ hạt nhân ('HNMR)

- Chế tạo được màng trao đổi anion trên cơ sở tô hợp của poly(styren-co-vinyl benzyl trimethyl _ammonium hydroxide) và poly(vinyl alcohol)

Mang trao đổi anion thu được có giá trị độ dan dién riéng nam trong khoang tir 0,7 mS/cm téi 7,3 mS/cm, giá trị khả năng trao đổi anion từ 0,32 mmol/g tới 0,67 mmol/g ở nhiệt độ phòng và bền trong khoảng nhiệt độ tới ~200°C

Khảo sát ảnh hưởng tỉ lệ hàm lượng VBC ban đầu tới tính chất của màng trao đối anion tổ hợp thu được cho thấy, màng trao đôi anion sử dụng poly(styren- co-viny! benzyl trimethyl ammonium hydroxide) voi ti l¢ ST:VBC = | :2 cho giá trị độ dẫn điện riêng và khả năng trao đổi anion lớn nhất và đáp ứng được yêu cầu của màng trao đôi anion cho pin nhiên liệu kiềm

“Nghiên cứu này được tài trợ bởi Đại học Quốc gia Hà Nội trong để tài mã số QG I7 I4.

STUDY ON SYNTHESIS AND CHARACTERIZATION OF COMPOSITE ANION EXCHANGE MEMBRANE FOR FUEL CELL APPLICATION

Nguyen Thi Cam Ha, Pham Dinh Dat, Huynh Thi Lan Phuong, Nguyen Xuan Hoan,

Faculty of Chemistry, VNU-University of Science, 19 Le Thanh Tong, Hoan

Kiem Hanoi, Vietnam E-mail: nguyenvanthuc@vnu.edu.vn

The alkaline fuel cell has been an increasing concern in recent years relating to the development and creation of new exchange membrane of hydroxy! anion The big motivation of researches on anion exchange membrane is the features of the system of alkaline fuel cell that are more effective than that of proton exchange membrane fuel cell (fast electrochemical kinetics, less corrosion and friendly alkaline environment for catalysts) [1] In addition, the alkaline fuel cell uses anion exchange membrane that is more preeminent than normal alkaline fuel cell because of no movable cation, no carbonate precipitation, reduction of fuel loss and light weight battery

Therefore, this research aims at creating the anion exchange membrane with high conductivity and ion-exchange capacity, thermal durability on the basis of the combination of hydroxyl anion conducting polymer (the polymer containing quaternary ammonium hydroxide groups) and polymer (types of polymer of commercial production) to enhance the nature and practical application of anion exchange membrane

In this study, poly(styrene-co-vinyl benzyl trimethyl ammonium chloride) with different styrene to vinyl benzyl chloride ratio (3:1, 1:1, 1:2) have been synthesized

The formation of produce was confirmed by Fourier transform infrared spectrophotometry (FTIR) and nuclear magnetic resonance spectra ('H NMR) Then, anion exchange membranes were prepared by combination of poly(styrene-co-vinyl benzyl trimethyl ammonium hydroxide) and poly (vinyl alcohol) with equal weight ratio The obtained membranes were evaluated for their own conductivity, anion exchange capacity, and thermal decomposition The results showed that the anion exchange membrane produced from copolymer had styrene to vinyl benzyl chloride ratio 1: 2 exhibited good hydroxide conductivity of 7 mS/cm, ion exchange capacity was 0.65mmol/g and stability to 200°C

_ This research is funded by the Vietnam National University, Hanoi (VNU) under project number QG.17.14 4

1 H Deng, S Huo, Y.Chang, Y.Zhou, K.Jiao, International Journal of Hydrogen Energy, 2013, 38, 6509-6525

The 6" Asian Symposium on Advanced Materials, September 27-30, 2017, Hanoi, Vietnam

4 Kết quả đào tạo (Đào tạo 01 Thạc sĩ, hỗ trợ đào tạo 01 NCS) + Thạc sĩ: Vũ Thị Hồng Nhung (Đã bảo vệ và đã nhận băng) Tên luận văn: Nghiên cứu chế | tạo, đặc trưng tính chất của màng trao đổi anion kiềm, ứng dụng cho pin nhiên liệu

+ Tiến sĩ: Huỳnh Thị Lan Phương (Đã bảo vệ và đã có bằng) Tên luận án: Nghiên cứu chế tạo, khảo sát khả năng xúc tác điện hóa của vật liệu điện cực tổ hợp và định hướng ứng dụng trong pin nhiên liệu kiềm -

- ` ` te pen HH Xe Jes ces ornate _ ` ~ — Trniaeee

- Se tint tat “ * ` ~ Se ce gette sane ect teenagers anaitonts xố

SOCIALIST REPUBLIC OF VIETNAM Independence - Freedom - Happiness

RECTOR VNU University of Science

- CONG HOA XA HOL CHU NGHIA VIETNAM Độc lập - Tựdo - Hạnh phúc a

DAI HOC QUOC GIA HA NOI HIEU TRUGNG

Trường Đại học Khoa học Tự nhiờn Confers Cấp > ị re ay ộ [ LA : F A Tà 4 FHY NT A A ơ TT : THE DEGREE OF MASTER BANG THAC SI :

In: _ Chemistry | Vị ob ˆ Ngành: Húa học bú _ Upon: Abs Va 2H Hang Mang Cho: Ba la Thi 2 ong Nhung ơ Date of birth: 17 August 1993 ơ- Sinh ngày: 17/08/1993 Tại: Thanh Húa bạn Place of birth: Thanh Hoa nay a tanh Húa bỏc | | |

4 Award holder's signature inl AMEN ị : j | có | QÐ công nhận học vị và cấp bằng số:/140/0Đ-ĐHKHTN ngày 14/05/2020 ‘ ~ ẩn | Số vào số: 035/20/TN Số hiệu bằng: QM 0836154 l

KHOA HÓA HỌCCHO PIN NHIEN LIEU

Chuyên ngành : Hóa lí thuyết và hóa lí

CÁN BỘ HƯỚNG DẢN KHOA HỌC -

SOCIAL IST REPUBLIC OF VIETNAM” : Independence - Freedom - Happiness 7 Độc lập - Ty do - Hanh phic

TIEN SI , Ngành: - Húa học " " ơơ :

_ Tại: a _ Trường Đại học Khoa học re nhiền „ Cho 42 2jz, Tht Lan Dhucong , Sinh ngày: „01/10/1984 Tp Bình Định `

- Hà Nội, ngày 16 tháng 3 nổ SIAM ĐỐC

: KT: HIỆU TRUONG: a - PHÔ HIỆU TRƯỜNG:

: Quyết định công nhận học vị về cấp bằng sỐ:462/00-DIHKITN ngày ‹ 03/02/2020 _Sốhiệu bằng AT 002057 ˆ -Số vào số: ,0NT100% oa “+ see eam cm TL ƒ"" me time

DAI HOC QUOC GIA HA NOL TRUONG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊNLUAN AN TIEN SI HOA HOCLOI CAM DOANThuyết minh đề tàiCAP DAI HOC QUOC GIA HA NOIUNG DUNG CUA MANG TRAO DOI ANION HYDROXYL

Người đề xuất: TS Nguyễn Văn Thức -

Cơ quan chủ trì: Trường Đại học Khoa học Tự nhiên

HÀ NỘI,2016Định hướng nội dung cần nghiên cứu của đề tài, luận giải về sự can thiết, tính cấp bách, ÿ nghĩa lý luận và thực tiễn

(Trên cơ sở đánh giá tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước, phân tích những công trình nghiên cứu có liên quan, những kết quả mới nhất trong lĩnh vực nghiên cứu, cân néu ro những vấn đề còn tôn tại, từ đó nêu được mục tiêu nghiên cứu và hướng giải quyết mới, những nội dung cân thực hiện — trả lời câu hỏi đề tài nghiên cứu giải quyết vấn dé gi, những thuận lợi khó khăn can gidi quyét)

Trên cơ sở phân tích tinh hình nghiên cứu quốc tế cho thấy vẫn đề nghiên cứu chế tạo màng trao đổi anion có những tính chất như: độ dẫn và khả năng trao đổi ion cao, bền trong môi trường kiềm, có độ bền về cơ học và nhiệt học phù hợp, giá thành thấp là vấn đề cấp thiết cân được nghiên cứu nhằm mục đích nâng cao hiệu suất cũng như khả năng ứng dụng của pin nhién ligu kiềm vào các hoạt động thường ngày Không những vậy, cơ chế quá trình truyền dẫn anion qua lớp màng trao đối cũng là một vấn đề quan trọng cân được xác định để có thể định hướng được việc chế tạo màng trao đổi anion với những tính chất phù hợp có thể ứng dụng thực tế

Ngoài ra, phân tích tình hình trong nước có thé thay dé hiện thực hóa mục tiêu chế tạo được các hệ pin nhiên liệu trong điều kiện của Việt Nam thì vấn đề chế tạo màng trao đổi ion nói chung va anion hydroxyl noi riéng 1a mot van dé quan trong cần được đầu tư nghiên cứu và

[7] A Lewandowski, K Skorupska, J Malinska, Novel poly(vinyl alcohol)-KOH—H,0 alkaline polymer electrolyte, Solid State Ionics, 133 (2000) 265-271

[8] C Yang, S.Lin, Preparation of composite alkaline polymer electrolyte, Materials Letters, 57 (2002), 873-881

[9] C Yang, S Lin, S Hsu, Synthesis and characterization of alkaline polyvinyl alcohol and poly(epichlorohydrin) blend polymer electrolytes and performance in electrochemical cells, Journal of Power Sources, 122 (2003), 210-218

[10] C Yang, S Lin, G Wu, Study of ionic transport properties of alkaline poly(vinyl) alcohol-based polymer electrolytes, Materials Chemistry and Physics, 92 (2005), 251-255

[11] G Wu, S Lin, C Yang, Preparation and characterization of PVA/PAA membranes for solid polymer electrolytes, Journal of Membrane Science, 275 (2006) 127-133

[12] A.Y Leykin, O.A Shkrebko, M.R Tarasevich, Ethanol crossover through alkalidoped polybenzimidazole membrane, Journal of Membrane Science, 328 (2009), 86-89

[13] H Hou, G Sun, R He, B Sun, W Jin, H Liu, Q Xin, Alkali doped polybenzimidazole membrane for alkaline direct methanol fuel cell, International Journal of Hydrogen Energy,

[14] H Hou, G Sun, R He, Z Wu, B Sun, Alkali doped polybenzimidazole membrane for high performance alkaline direct ethanol fuel cell, Journal of Power Sources, 182 (2008), 95-99

[15] B Xing, O Savadogo, Hydrogen/oxygen polymer electrolyte membrane fuel cells (PEMFCs) based on alkaline-doped polybenzimidazole (PBI), Electrochemistry

[16] S Zhang, C Wu, T Xu, M Gong, X Xu, Synthesis and characterizations of anion exchange organic—inorganic hybrid materials based on poly(2,6-dimethyl-l, 4 -phenylene oxide) (PPO), Journal of Solid State Chemistry, 178 (2005), 2292-2300

[17] G Kickelbick, Concepts for the incorporation of inorganic building blocks into organic polymers on a nanoscale, Progress in Polymer Science, 28 (2003), 83-114

[18] S Zhang, T Xu, C Wu, Synthesis and characterizations of novel, positively charged hybrid membranes from poly(2,6-dimethyl-1,4-phenylene oxide), Journal of Membrane Science, 269 (2006), 142-151

[19] Y Wu, C Wu, F Yu, T Xu, Y Fu, Free-standing anion-exchange PEO-SiO2 hybrid membranes, Journal of Membrane Science, 307 (2008), 28-36

[20] Y Wu, C Wu, Y Li, T Xu, Y Fu, PVA-silica anion- -exchange hybrid membranes prepared through a copolymer crosslinking agent, Journal of Membrane Science, 350

[21] W Yonghui, W Cuiming, G Ming, X Tongwen, New anion exchanger organic— inorganic hybrid materials and membranes from a copolymer of glycidylmethacrylate and - gamma-methacryloxypropyl trimethoxy silane, Journal of Applied Polymer Science, 102

[22] W Cuiming, W Yonghui, X Tongwen, F Yanxun, Novel anion-exchange organic— inorganic hybrid membranes prepared through sol-gel reaction and UV/thermal curing, Journal of Applied Polymer Science, 107 (2008), 1865—1871

[23] Q Wu, J Zhang, S Sang, Preparation of alkaline solid polymer electrolyte based on PVA-TiO;-KOH-H,0 and its performance in Zn—Ni battery, Journal of Physics and Chemistry of Solids, 69 (2008) 2691-2695

13 chứa paladi cho qua trinh oxi héa dién héa glyxerol trong mdi truong kiém, Tap chi Héa hoc, 53(4E1) (2015), 92-96

[40] Ngô Thị Điểm, Nguyễn Lương Phú Nhật, Lê Mỹ Loan Phụng, Lê Văn Thăng, Nguyễn Thị Phương Thoa, Trần Văn Mẫn, Tính chất điện hóa của các hệ xúc tác paladi (Pả) trên nên ống than nano trong phản ứng khủ oxi, Tạp chí Hóa học, 53(6B) (2014), 16-20

12 - Cách tiếp cận (Luận cứ rõ cách tiếp can van đê nghiên cứu, thiêt kế nghiên cứu)

Chế tạo mới màng trao đổi anion hydroxyl trên CƠ SỞ Sự biến tính, tổ hợp các hợp chất cao phân tử có ý nghĩa quan trọng trong việc phát triển hệ thống pin nhiên liệu kiềm Theo cách tiếp cận này việc bién tinh poly(vinyl alcohol) (PVA), va tổ hợp PVA với những polymer chức năng khác sẽ có thể nâng cao được những tính chất cần thiết của màng trao déi anion nhu: d6 dan dién riéng, kha nang trao đổi ¡ ion, độ bền trong môi trường kiểm, độ bền cơ học, nhiệt học, Ngoài ra, kết quả nghiên cứu về tương tác giữa các thành phần trong màng trao đổi, đồng thời kết hợp với phương pháp tính toán hóa học lượng tử sẽ làm rõ về cơ chế quá trình truyền dẫn qua màng trao đổi anion Vì vậy, chúng tôi tiếp cận để tài nghiên cứu theo những định hướng sau:

- Chế tạo màng trao đổi anion:

+ Trên cơ sở sự biến tính của PVA;

+ Trên cơ sở sự tổ hợp của PVA với một số polymer như PEO, PVdF, PE, PS;

+ Tổng hợp polymer dẫn ion có chứa nhóm chức ammonium bac 4 va ché tao mang trao đổi anion trên cơ sở sự tổ hợp của PVA với những polymer tông hợp được

- Đặc trưng tính chất của màng trao đổi anion: độ dẫn điện riêng, khả năng trao đổi ion, khả năng bám hút nước, độ bên nhiệt học, độ bền cơ học; hình thái học bề mặt và thành phần của màng trao đổi anion

- Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng tới tính chất của màng trao đổi như: tỉ lệ thành phần từng cấu tử trong màng, nhiệt độ, bản chất của polymer và chat cho OH’, dung môi trong qua trinh ché tao mang,

- Nghiên cứu về cầu trúc, liên kết giữa các phân tử trong lớp màng thông qua các phép đo phổ;

- Xác định được hàm phân bố năng lượng, năng lượng liên kết giữa các thành phần trong màng thông qua phương pháp tính toán lượng tử Kết hợp kết quả tính toán lượng tử và thực nghiệm đưa ra được mô hình quá trình truyền dẫn anion qua những hệ màng khác nhau

13 - Phương pháp nghiên cứu, kỹ thuật sử dụng (Wêu rõ phương pháp nghiên cứu, kỹ thuật sẽ sử dụng găn với từng nội dung chính của để tài; so sánh với các phương pháp giải - quyết tương tự khác và phân tích để làm rõ được tính mới, tính độc đáo, tính sáng tạo của đề tai)

Phương pháp nghiên cứu, kỹ thuật sử dụng:

+ Phương pháp trùng hợp gốc được sử dụng để tổng hợp polymer dẫn và biến tính PVA với chất khơi mào là benzoyl peroxide hoae 2,2 — azobisiobutyronitrin; tính chất của polymer được đặc trưng bang phuong phap phé hồng ngoại, phổ cộng hưởng từ hạt nhân, nhiễu xạ tia X, sac ki thâm thấu gel GPC (xác định khối lượng phân tử của polymer),

+ Kĩ thuật bar coating được sử dụng đề chế tạo màng trao déi anion;

WC ee ee Ý ke nen

- Hoạt động 1: Biến tính PVA băng sự ghép mạch polymer sử dụng tác nhân tạo gốc tự do (benzoyl peroxide hoặc 2,2 —azobisisobutyronitrin)

- Hoạt động 2: Chế tạo, đặc trưng tính chất của màng trao đổi anion trên cơ sở của PVA đã được biến tính

- Hoạt động 3: Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng tới tính chất của màng như: thành phần polymer, KOH, nhiệt độ và đưa ra điều kiện tối ưu cho việc chế tạo mang trên cơ sở của sự biến tính PVA

- Hoạt động 4: Khảo sát cau trúc, liên kết tồn tại giữa các thành phần trong vật liệu Xác định cơ chế quá trình truyền dẫn anion qua lớp màng trao đổi trên cơ sở sự kết hợp với phương pháp tính toán lượng tử

Nội dung 2: Chế tạo màng trao đổi anion trên cơ sở sự tổ hợp của PVA với một số polymer khác

- Hoạt động 1: Chế tạo và đặc trưng tính chất màng trao đổi anion trên cơ sở của PVA voi polystyrene (PS); poly(vinyldene Âuoride)(PVdF), poly(ethylene oxide)(PEO), polyethylene(PE);

- Hoạt động 2: Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng tới tính chất của màng chế tạo được như: thành phần polymer, dung môi, nồng độ kiềm, nhiệt độ, Từ đó tìm ra điều kiện, thành phần tối ưu cho quá trình chế tạo màng: viết bảo cáo giữa kì

- Hoạt động 3: Tông hợp kết quả và công bố kết quả nghiên cứu

Nội dung 3: Chế tạo màng trao déi anion trên cơ sở sự tổ hợp của polymer dẫn anion (polymer có chứa nhóm chức ammonium bậc 4) và PVA

- Hoạt động 1: Tổng hợp, đặc trưng tính chất của poly(vinyl benzyl trimethylammonium - hydroxide), poly(styren - co- vinyl benzyl trimethylammonium hydroxide);

Đăng ký sở hữu trí tuệ

19.4 Số lượng bài báo quốc tế không thuộc hệ thống ISI/Scopus 19.5 Số lượng bài báo trên các tạp chí khoa học của ĐHQGHN, tạp chí khoa học chuyên ngành quốc gia: 01.

Kêt quả khác

Cấp đào ` [ |„ Nhiệm vụ được giao liờn quan đờn (Dự kiến kinh phớ) ơ ¿.„ | Ghi chỳ

TT tao So lwong nội dung đề tài Ð.vị: Tr đồng

1 | Thạc sỹ 01 Tham gia chế tạo và khảo sát tính 10,890 chất của màng trao đổi anion trên cơ | sở sự biến tính PVA, tổ hợp của PVA với một số polymer khác và tìm hiểu về quá trình truyền dẫn anion qua lớp | màng trao đỗi

21 - Khả năng ứng dụng và tác động của kết quả nghiên cứu

Khả năng ứng dụng trong lĩnh vực đào tạo, nghiên cứu khoa học & công nghệ, chính sách, quản lý

- Đề tài nghiên cứu được thực hiện sẽ góp phần trong công việc đào tạo học viên cao học, tăng cường trình độ và năng lực nghiên cứu cho cán bộ tham gia đề tài

- Các kết quả nghiên cứu thu được sẽ góp phần bổ sung vào cơ sở đữ liệu khoa học và có thể làm cơ sở định hướng cho các nghiên cứu khác cùng quan tâm phát triển

- Các kết quả thu được bước đầu khi thực hiện đề tài này sẽ bổ sung vào cơ sở dữ liệu để phát triển các nghiên cứu sâu hơn nhằm mục đích xây dựng được hệ thống pin nhiên liệu kiềm trong điều kiện ở Việt Nam, góp phần phát triển kinh tế và bảo vệ môi trường

| Mua van phòng phẩm - ha v 7 Lô : : : ea ỐC — 6,25

| Tổng kinh phí mm ad 1250 | Ja,

Nedy16 thang 72 2 HẶUH, 1 2016 : Chỳ nhiệm đề tài ơ

“Thủ ee Don: vị: ly  ỉ, id ee :

I3: Sử a SEE et op Seba Ep ge es

Nghiệm thu 4,0 Chủ tịch: 1,0; Thôngtư

BTC- BKHCN

Mua văn phòng phẩm 2,5 Theo thực tế

In ấn, photocopy 2,0 Theo thực tế

Quản lý phí 12,5 5% tổng kinh phí đề tài Thôngtư

62 suoni IOUI Z3ưO1 tuạq “2/Su to uọi Bug tộùp UẸP Ộp ọ9 oụnp nụ) UOIưƯ8 Ọp oe) SUR 'Oẩ) eyo yuLY enb suoy 8uủp 2g 1auuqod ozt | 8402/2 | ns wry ueyd quem | oS ĐỂ LỰA VAd Bue đổ gr) "21066 l1 x ưu Tis 0S 02 0ạ1J tot6 1op 084) ‘(ow Zunp doy ugy) Sugu o) s2 :z 8unp !ỘN Iọu 8unp ượud yur) ` mm C * ‘rousjod ueqd qượu | H “o) s2 quu) enb ugly nạ†p :0ẫ1 2 qui) And my ‘oonp | so (daig ty of) ayo Suew Sunuu enb 8ưỏn[ ugo gun deyd 83uonud ‘ uaÁn8N) 204 UOIƯE IỌP orn yu enb or doy 394 Hs 9s o2 tem gP 000 S18 I 01 sI0 x L10Z/8 osn Sueur doy enb uote ugp O89 UDIA 90H OZ ! 2 ỉ2 9A igi} BID eI " "¿10ỉ// U9Án u) gnb ¿q2 o2 nạtự enp gA 8ưeu ậq 8uon m | Ÿ ; : WILE Net] WA Buoy ugyd tqượu) ueyd od BNId 18} UO} 194 GÀ x coe c 34L ugly] oo oOnp yUip sex | °F? enis 1a UC IY UEH “Onn 000 0Ê9 € 0T cơ U#A teÁn8N oT] 9 p WuIp 9X 0g9 Iỹs ogM :y 8uỘp Jẫ9H "VAd 1u ugiq ns end ‹ Êng aử8N! n QS 02 U21] đUEUI O0} 2 91A 000 00 9 0Â sộ0 Cd 905N DA Oyo neyL oerpy UsLy ngip ex ep LIOC/L tin 19] JYS YUH 99 Am 3Ã “HON f SY “/10Ê/c | Sueur 081 syo wary nei | A oP RMU HOM Tous}od 000 $18 I Ol STO BoH Ty] wey ` í wee | ugyd qượu :ngu 3ượui ‹ 2H WE BND IYO YUN 10) Suny yuR O} 000 SPP s sl Ê0 iu ưeÁn3N nọ 209 yes OÿW%Ị :E SưỘp 1ẩOH

“NTT IBA BND JU gq 904 000 0¢9 € 0Z S10 BOY fy] weyg ru MON BA ax MINN ˆMI gud op enb 194 “204 09 “2ỏ 1‡Iqu Uaq Op ‘oonu my Bugu BUY ‘UOl IOP ORI) BugU BUY

000 097 L 0£ c0 iu uaAnổN si0z, | 89 doy 9} as a 92 | o As os 09 Wan UOT IOp 081 000 0€9 € 01 c0 ue, wakn8n

-gioz tengp sông o0 sua | ĐƯỢU Gởi GHD 7ý Đuộp TÊOH |

(i28 ngư) tre) FY oes deyd Suonyd 3ugq) yourkjod eno m ugud suony 19yy RA (XCF

UITNTUOUUTE]ÁU120T

: : op dayd ovo enb Buoy} | [Azuaq JAUIA 000 0£9 € 0 st 0 90H H{T[ weld 0y _810/ 8undo eno onn nga | -o2 - usiọs)Ájod

| [Ấu1A)Ajod e2 1g qun Suny JÁzuaq |ẤUA -02 - | 2#p A dỏu Bug 1 :Ị 8uộp 1ÈOH u21A1s)Ájod_

000 060 9 0Ê sế0 Án 965N ủA Sụnp doy 3ugL

O0] 92 8ượui $u enb uoIư up: uaÁrn1 YUL enb 949 02 '8ượu dy 3u0y ugyd tqượu) 8un) $j “8ượu O1 99 ưện[ nạp :VAd IỌA UOIUE Ep 19uÁ[od eno doy 91 AS ỌS ỉ9 tan 8ượu o#† gyo YUL And - "(m ugyd Buon] 194 aru ugq Op

“%suuAtod on) ngs) 2jnp ny soutdjod eno yeyo yun Suny obp BA

(2pùXOIpÁ ưin1uou1u£|Á)2un jAzusaq JAUIA -09 VAd BA (p- Ivq

Joursjod doy sug], , ‘ , (¢ Sunp 10N) | SO1OV

1aui4[od đỏu Ọ) 8ượu! o#) a2 (O4) (pIxo eue[£te) ẤJoq | ˆ

1ar£od dóu O1 Sượu! O1 e2 0 (Sunp 19u a¥9 yD) BUSTS

000 008 000 008 b 300¢ 8uyu go go u1) = MIN (VAd)

JowiXjod eno ywyo ueq Suny yuR NNO ugIysN

| - (3unp tộu 22 02) Ste Bus! - 000 000 FF

00s Bug eno rey TUN = asp (vad)

12ui4iod eo 1po ưạa 8ượn qượ t2

| - : (8unp tộu 2g2 042) VAd doy 9} As Ọs 0o t1) 8ượu! O1 2q© BUSTS “00086

3 Y ỹ t 000 008 9 000 007 8 XI (Jun uaq 2ỏnp = MIN (WAd)

| VAd 9$ 02 te1) 8ượu 08} 949 BA VAd YUH 021g (sugp) (sugp) ửnu) @ q22 Ánb: wan {UẸNJ, vi uoq mee

2uọp 3S H94 301 ga nội| 1A uạÁnu + sỷA uạ[ | TỶ nm yey voy enw Yd Yury YULY IID “€ ONT Nd ony upd ugdnaN (ual

Ngày đăng: 31/08/2024, 20:04

TÀI LIỆU CÙNG NGƯỜI DÙNG

TÀI LIỆU LIÊN QUAN

w