Эксπир
Регистрация / Вход

Композиционные мембранные материалы с градиентным распределением включений наночастиц допирующих агентов

Стадии проекта
Предложение принято
Конкурс завершен
Проект закончен
Проект
02.513.11.3031
Организация
ИОНХ РАН
Руководитель работ
Ярославцев Андрей Борисович
Продолжительность работ
2007, 7 мес.
Бюджетные средства
1,9 млн
Внебюджетные средства
0,2 млн

Работы должны проводиться в рамках критической технологии «Технологии создания мембран и каталитических систем». Работы должны соответствовать по предполагаемому исполнению лучшим мировым стандартам. Создаваемый научно-технический задел должен обеспечивать в будущем проведение опытно-конструкторских и технологических работ на конкурентном уровне. Результаты работ должны способствовать дальнейшему инновационному развитию российских технологий в данном приоритетном направлении Программы.

Соисполнители

Этапы проекта

1
12.03.2007 - 31.05.2007
Объектом работы на данном этапе являлись наноматериалы на основе оксида циркония, оксида кремния, кислого фосфата циркония, полианилина и композиционные системы на основе мембран МФ-4СК, допированные оксидами кремния, циркония, кислого фосфата циркония и полианилина.
Цель данного этапа работы – разработка методов получения мембран, содержащих нанодисперсные неорганические присадки, разработка методов получения мембран с градиентным распределением наполнителей и разработка методов получения нанодисперсных материалов.
В результате работы были разработаны методики получения нанодисперсных гидратированных оксидов циркония и кремния. Показано, что образцы с максимально развитой поверхностью (до 200 м2/г) получаются при осаждении гидратированного оксида циркония при рН осаждения не менее 7. Существенное снижение площади поверхности наблюдается после экзотермического эффекта, соответствующего кристаллизации образца выше 400оС.
Получены нанодисперсные образцы кислого фосфата циркония. Найдена линейная связь между логарифмом размера частиц кислого фосфата циркония и логарифмом его протонной проводимости.
Разработана методика матричной полимеризации полианилина в присутствии раствора МФ-4СК, приводящая к образованию пленкообразующих растворов.
Разработаны методы, позволяющие внедрять гидратированные оксиды циркония и кремния в поверхностные слои мембран МФ-4СК. Показано, что в ходе подобных синтезов образуются наноразмерные частицы гидратированных оксидов.
Разработаны методы получения мембран из водородной формы МФ-4СК методом послойной отливки из растворов, содержащих нанодисперсные присадки частиц гидратированных оксидов циркония, кремния, кислого фосфата циркония или полианилина. Установлено, что образцы композиционных мембран отличаются повышенной протонной проводимостью.
Исследована ионная и электронная проводимость композиционных мембран МФ-4СК, содержащих нанодисперсные присадки полианилина с неоднородным распределением по толщине образца. Установлено, что электронная составляющая проводимости сохраняет низкие значения вплоть до соотношения полианилина к МФ-4СК в мембранах, равного 1.5. При низкой концентрации полианилина в МФ-4СК достигается существенное повышение протонной проводимости МФ-4СК.
Развернуть
2
01.06.2007 - 31.10.2007
Объектом работы являлись наноматериалы на основе оксидов циркония и кремния, кислого фосфата циркония, полианилина и композиционные системы на основе мембран МФ-4СК, допированных данными веществами.
Целями работы являлись разработка методов получения нанодисперсных материалов, разработка методов получения мембран, содержащих нанодисперсные неорганические присадки, разработка методов получения мембран с градиентным распределением наполнителей и исследование транспортных свойств полученных мембранных материалов.
Разработаны методы, позволяющие внедрять гидратированные оксиды циркония и кремния в поверхностные слои мембран МФ-4СК. Показано, что в ходе подобных синтезов образуются наноразмерные частицы гидратированных оксидов. Разработаны методы получения мембран из водородной формы МФ-4СК методом послойной отливки из растворов, содержащих нанодисперсные присадки частиц гидратированных оксидов циркония, кремния, кислого фосфата циркония или полианилина. Разработаны методики, позволяющие получать мембраны с неравномерным распределением допирующих агентов путем одностороннего транспорта реагентов в мембрану.
Установлено, что полученные в результате работы модифицированные мембраны обладают повышенной протонной проводимостью, что может быть полезно для их использования в топливных элементах.
Показано, что мембраны с неоднородным распределением допирующих агентов в ряде случаев характеризуются повышенной селективностью ионного транспорта (диффузионная проницаемость, взаимная диффузия), что позволяет считать данный подход перспективным для процессов мембранного разделения.
Обнаружена анизотропия транспортных свойств для ряда образцов с неоднородным распределением оксида циркония, кислого фосфата циркония и полианилина. Этот эффект во многом аналогичен явлениям переноса в мембранах животного и растительного происхождения и может оказаться весьма полезным для процессов водоочистки (подана заявка на изобретение).
Развернуть

Программа

Программа "Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2007-2013 годы"

Программное мероприятие

1.3 Проведение проблемно-ориентированных поисковых исследований и создание научно-технического задела в области индустрии наносистем
Продолжительность работ
2007, 7 мес.
Бюджетные средства
2 млн
Организация
ИПХФ РАН
профинансировано
Продолжительность работ
2007, 7 мес.
Бюджетные средства
2 млн
Организация
ИФМ РАН
профинансировано
Тема
Работы по проведению проблемно-ориентированных поисковых исследований и созданию научно-технического задела в области индустрии наносистем и материалов по критической технологии «Технологии создания мембран и каталитических систем» (мероприятие Программы 1.3)
Продолжительность работ
2007, 7 мес.
Бюджетные средства
30 млн
Количество заявок
74
Тема
Работы по проведению проблемно-ориентированных поисковых исследований и созданию научно-технического задела в области индустрии наносистем и материалов по критической технологии «Технологии создания и обработки композиционных и керамических материалов» (мероприятие 1.3 Программы)
Продолжительность работ
2007, 7 мес.
Бюджетные средства
58 млн
Количество заявок
121
Тема
Работы по проведению проблемно-ориентированных поисковых исследований и созданию научно-технического задела в области живых систем
Продолжительность работ
2007, 8 мес.
Бюджетные средства
72 млн
Количество заявок
48
Тема
Работы по проведению проблемно-ориентированных поисковых исследований и созданию научно-технического задела в области живых систем по критической технологии «Биомедицинские и ветеринарные технологии жизнеобеспечения и защиты человека и животных»
Продолжительность работ
2007, 8 мес.
Бюджетные средства
72 млн
Количество заявок
136
Тема
Работы по проведению проблемно-ориентированных поисковых исследований и созданию научно-технического задела в области живых систем по критической технологии «Геномные и посттеномные технологии создания лекарственных средств» (мероприятие 1.2 Программы)
Продолжительность работ
2007, 8 мес.
Бюджетные средства
72 млн
Количество заявок
43