Μελέτη της ενίσχυσης βιοπολυμερών με δισδιάστατα νανοσωματίδια αιματίτη
Loading...
Date
2025-09-29
Authors
Αλποχωρίτης, Γεώργιος
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Abstract
Στην παρούσα εργασία, πραγματοποιήθηκε η παρασκευή δισδιάστατων νανοσωματιδίων αιματίτη (αιματένιο) με την μέθοδο της υγρής αποφλοίωσης και την συνέργεια διάφορων οργανικών ενώσεων και ακολουθήσε ο οπτικός και μορφολογικός χαρακτηρισμός τους. Στην συνέχεια, έγινε η ανάπτυξη νανοσύνθετων μεμβρανών με την προσθήκη αιματένιου σε διάφορες
περιεκτικότητες μέσα σε μήτρα συμπολυμερούς χιτοζάνης – PVA. Επιπλέον, αναπτυχθήκαν οι ίδιες νανοσύνθετες μεμβράνες με την προσθήκη σουλφονικού παράγοντα σε σταθερή περιεκτικότητα.
Ακολούθησε συγκριτική μελέτη για την επίδραση που έχει το αιματένιο στην πολυμερική μήτρα καθώς και το πως επηρεάζονται οι ιδιότητες με την παρουσία του σουλφονικού παράγοντα και εξετάζεται η καταλληλότητα τους για την χρήση τους ως μεμβράνες ανταλλαγής πρωτονίων σε κυψέλες καυσίμου.
Μελετώνται οι μηχανικές και διηλεκτρικές ιδιότητες των μεμβρανών, η αλληλεπίδραση τους με το νερό μέσω μετρήσεων πρόσληψης υγρασίας και ποσοστού διόγκωσης, η ικανότητα ιοντοανταλλαγής (IEC) και διαπερατότητας σε μεθανόλη και η αγωγιμότητα πρωτονίων.
Συμπερασματικά, σε αυτή την εργασία, παρασκευάστηκαν δισδιάστατα νανοφύλλα αιματίτη υψηλής απόδοσης με βελτιωμένες (οπτοηλεκτρονικές) ιδιότητες με την χρήση οικολογικής μεθόδου. Επιπλέον, οι σύνθετες μεμβράνες, με και χωρίς τον σουλφονικό παράγοντα, παρουσιάζουν βελτιωμένες μηχανικές και διηλεκτρικές ιδιότητες καθώς αυξάνονται το μέτρο Young, η αντοχή σε εφελκυσμό και το μέτρο αποθήκευσης, το ηλεκτρικό μέτρο και η αγωγιμότητα αντίστοιχα. Ακόμα, εμφανίζουν σχετικά υψηλά ποσοστά πρόσληψης υγρασίας και διόγκωσης, ενώ οι σουλφονικές μεμβράνες εμφανίζουν πιο μειωμένες τιμές.
Όλες οι μεμβράνες έδειξαν υψηλές τιμές IEC και εξαιρετικά καλές ιδιότητες φραγμού της μεθανόλης. Η αγωγιμότητα πρωτονίων είναι υψηλότερη από αυτή των αρχικών πολυμερών, αλλά δεν παρουσιάζει βελτίωση με το αιματένιο. Τα αποτελέσματα υποδεικνύουν την καταλληλότητα των σύνθετων μεμβρανών για την χρήση τους στις κυψέλες καυσίμου, ιδιαίτερα των σουλφονικών μεμβρανών (ωστόσο, θα ήταν χρήσιμο να αυξηθεί περαιτέρω η αγωγιμότητα πρωτονίων για την βέλτιστη και αποδοτικότερη χρήση τους).
Description
Keywords
Αιματένιο, Αποφλοίωση, Νανοφύλλα, Βιοπολυμερή, Χιτοζάνη, Πολυβινυλική αλκοόλη, Σύνθετα υλικά, Μεμβράνες, Κυψέλες καυσίμου