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J-GLOBAL ID：201002236807624250   整理番号：10A0718604

溶媒和スルホン化ポリエーテルエーテルケトン膜の構造に関する原子論的シミュレーションとNafionに対するそれらの比較:II 構造と水,ヒドロニウムイオン及びメタノールの輸送特性

Atomistic Simulations of Structure of Solvated Sulfonated Poly(ether ether ketone) Membranes and Their Comparisons to Nafion: II. Structure and Transport Properties of Water, Hydronium Ions, and Methanol

著者 (2件)： MAHAJAN Chetan V. (Univ. Texas at Austin, Texas) ,  GANESAN Venkat (Univ. Texas at Austin, Texas)
資料名： Journal of Physical Chemistry B  (Journal of Physical Chemistry B)
巻： 114  号： 25  ページ： 8367-8373  発行年： 2010年07月01日 
JST資料番号： W0921A  ISSN： 1520-6106  CODEN： JPCBFK  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： アメリカ合衆国 (USA)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： 水和とメタノール溶媒和スルホン化ポリエーテルエーテルケトン(SPEEK)の広範囲全原子分子動力学(MD)シミュレーション結果を報告した。SPEEKは高分子電解質膜燃料電池の候補膜材料として出現し,Nafion代替として注目されている。ヒドロニウムイオン(プロトン運び手)とメタノールの空間分布及び水,ヒドロニウムイオン及びメタノールの輸送特性を解明した結果を示した。本結果はヒドロニウムイオンが水とメタノールの含有量を増すと共にスルホン基の引力殻から逃げ出すが,温度を上げると共に硫黄に密着して移動することを示唆した。スルホン酸アニオン近傍のヒドロニウムイオンの局所性はNafion中よりも有意に一層顕著に見え,スルホン酸アニオンの一層強い塩基性度とそれゆえNafion中よりもSPEEK中のその共役酸の一層弱い酸性度を示唆した。Nafionに対比して,メタノールはヒドロニウムイオン及び水と競争し,スルホン酸アニオンを溶媒和して芳香族主鎖近傍にも横たわる。水の拡散係数は実験で観測した傾向に従い,そこでは低水重量%でNafion中よりもSPEEK中で低いが,高水重量%ではNafionの値に近づく,プロトン運び手の拡散性はヒドロニウムイオンの拡散性によって定量化でき,Nafion中よりも一桁大の大きさで低いことを見いだした。前報と今回の報告で示した構造洞察に基づいて輸送の結果を合理化した。

シソーラス用語： *ポリエーテルエーテルケトン ,  スルホン化 ,  フッ素樹脂 ,  陽イオン交換樹脂 ,  *高分子膜 ,  溶媒和 ,  水 ,  *ヒドロニウムイオン ,  空間分布 ,  *輸送現象 ,  局所性 ,  塩基性度 ,  酸性度 ,  拡散係数 ,  比較試験 ,  計算機シミュレーション ,  分子動力学 ,  含有量 ,  温度依存性 ,  脂肪族アルコール
準シソーラス用語： Nafion ,  スルホン化ポリエーテルエーテルケトン ,  スルホン基 ,  拡散性 ,  原子論的シミュレーション ,  高分子電解質膜 ,  分子動力学シミュレーション ,  輸送特性

分類 (1件)： 高分子固体のその他の性質  (CG02025L)

物質索引 (1件)： メタノール

タイトルに関連する用語 (8件)： 溶媒和 ,  スルホン化ポリエーテルエーテルケトン ,  原子論的シミュレーション ,  Nafion ,  水 ,  ヒドロニウムイオン ,  メタノール ,  輸送特性