СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СИЛИКОФОСФАТНОГО ПРОТОНПРОВОДЯЩЕГО МАТЕРИАЛА, ПРЕИМУЩЕСТВЕННО ДЛЯ МЕМБРАН ТОПЛИВНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ (ВАРИАНТЫ)

4
2
5
1. Способ получения силикофосфатного протонпроводящего материала путем смешения исходных компонентов, включающих тетраэтоксисилан (Si(OEt)), этанол (CHOH), полиионен, донор протонов в виде ортофосфорной кислоты, гелирования полученной смеси, термообработки полученного геля и его измельчения, отличающийся тем, что на стадии смешения исходных компонентов полиионен вводят в виде предварительно приготовленного водно-спиртового раствора, в качестве донора протонов используют смесь ортофосфорной и серной кислот, в качестве полиионена используют четвертичную соль аммония с азотсодержащими гетероциклами с одним или двумя атомами азота, полученный после термообработки измельченный ксерогель вводят в полимерную матрицу, а образованную органо-неорганическую смесь переводят в силикофосфатный протонпроводящий материал в виде пленки.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве полиионена используют четвертичную соль аммония с азотсодержащим гетероциклом с одним атомом азота, соответствующую следующей структурной формуле:
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве полиионена используют четвертичную соль аммония с азотсодержащим гетероциклом с двумя атомами азота, соответствующую следующей структурной формуле:
4. Способ по п.1, отличающийся тем, что исходные компоненты смешивают в следующем количестве (в молях):
тетраэтоксисилана (Si(OEt)<sub>4</sub>)
1
ортофосфорная кислота H<sub>3</sub>PO<sub>4</sub>
0,12-2,2
этанол C<sub>2</sub>H<sub>5</sub>OH
2-4
серная кислота H<sub>2</sub>SO4
0,1-0,5
вода H<sub>2</sub>O
2-21
5. Способ по п.1, или 2, или 3, или 4, отличающийся тем, что в качестве полимерной матрицы используют смесь поливинилового спирта с глицерином.
6. Способ по п.1, или 2, или 3, или 4, отличающийся тем, что дополнительную обработку органо-неорганической смеси осуществляют методом литья, образуя силикофосфатную протонпроводящую пленку, толщина которой составляет 300-400 мкм.
4
2
5
7. Способ получения силикофосфатного протонпроводящего материала путем смешения исходных компонентов, включающих тетраэтоксисилан (Si(OEt)), этанол (CHOH), полиионен, донор протонов в виде ортофосфорной кислоты, отличающийся тем, что на стадии смешения исходных компонентов полиионен вводят в виде предварительно приготовленного водно-спиртового раствора, в качестве донора протонов используют смесь ортофосфорной и серной кислот, в качестве полиионена используют четвертичную соль аммония с азотсодержащими гетероциклами с одним или двумя атомами азота, полученный золь вводят в полимерную матрицу с последующим гелированием, затем полученный гель переводят в силикофосфатный протонпроводящий материал в виде пленки.
8. Способ по п.7, отличающийся тем, что в качестве полиионена используют четвертичную соль аммония с азотсодержащим гетероциклом с одним атомом азота, соответствующую следующей структурной формуле:
9. Способ по п.7, отличающийся тем, что в качестве полиионена используют четвертичную соль аммония с азотсодержащим гетероциклом с двумя атомами азота, соответствующую следующей структурной формуле:
10. Способ по п.7, отличающийся тем, что исходные компоненты смешивают в следующем количестве (в молях):
тетраэтоксисилана (Si(OEt)<sub>4</sub>)
1
ортофосфорная кислота H<sub>3</sub>PO<sub>4</sub>
0,12-2,2
этанол C<sub>2</sub>H<sub>5</sub>OH
2-4
серная кислота H<sub>2</sub>SO<sub>4</sub>
0,1-0,5
вода H<sub>2</sub>O
2-21
11. Способ по п.7, или 8, или 9, или 10, отличающийся тем, что в качестве полимерной матрицы используют смесь поливинилового спирта с глицерином.
12. Способ по п.7, или 8, или 9, или 10, отличающийся тем, что дополнительную обработку органо-неорганической смеси осуществляют методом литья, образуя силикофосфатную протонпроводящую пленку, толщина которой составляет 100-200 мкм.
4
2
5
13. Способ получения силикофосфатного протонпроводящего материала путем смешения исходных компонентов, включающих тетраэтоксисилан (Si(OEt)), этанол (CHOH), полиионен, донор протонов в виде ортофосфорной кислоты, гелирования полученной смеси, полученный гель подвергают термообработке и измельчают, отличающийся тем, что на стадии смешения исходных компонентов полиионен вводят в виде предварительно приготовленного водно-спиртового раствора, в качестве донора протонов используют смесь ортофосфорной и серной кислот, в качестве полиионена используют четвертичную соль аммония с азотсодержащими гетероциклами с одним или двумя атомами азота, полученный после термообработки и измельченный ксерогель формуют методом прессования, образуя силикофосфатный протонпроводящий материал в виде пленки.
14. Способ по п.13, отличающийся тем, что в качестве полиионена используют четвертичную соль аммония с азотсодержащим гетероциклом с одним атомом азота, соответствующую следующей структурной формуле:
15. Способ по п.13, отличающийся тем, что в качестве полиионена используют четвертичную соль аммония с азотсодержащим гетероциклом с двумя атомами азота, соответствующую следующей структурной формуле:
16. Способ по п.13, отличающийся тем, что исходные компоненты смешивают в следующем количестве (в молях):
тетраэтоксисилана (Si(OEt)<sub>4</sub>)
1
ортофосфорная кислота H<sub>3</sub>PO<sub>4</sub>
0,12-2,2
этанол C<sub>2</sub>H<sub>5</sub>OH
2-4
серная кислота H<sub>2</sub>SO<sub>4</sub>
0,1-0,5
вода H<sub>2</sub>O
2-21
2
17. Способ по п.13, или 14, или 15, или 16, отличающийся тем, что измельченный ксерогель до размера частиц 0,02-0,1 мм формуют методом прессования при давлении 5000 кг/см, образуя силикофосфатную протонпроводящую пленку, толщина которой составляет 0,2-0,4 мм.