Novel polymeric materials for electromembrane processes

Abstract

Confidential - Company Proprietary Abstrakt Tato studie popisuje chemickou syntézu, charakterizaci a elektrochemické vlastnosti nově připravených materiálů, případně nový způsob jejich přípravy a testovaní pro vhodnost v průmyslovém využití. Práce je rozdělena do dvou hlavních skupin. První skupina se zaměřuje na přípravu a charakterizaci ionto-výměnných membrán, zatímco druhá skupina je zaměřena na přípravu a charakterizaci iontových kapalin. Připravené iontovýměnné membrány jsou rozděleny do dvou podskupin: a) Anexové membrány - konkrétně syntéza a charakterizace chloromethylovaného kopolymeru polystyrene-block-poly(ethylene-ran-butylene)-block-polystyrene, který byl testován pro použití v alkalické vodní elektrolýze. b) Katexové membrány - konkrétně syntéza a charekterizace: i. Kopolymeru vinyl fosforové kyseliny s akrylonitrilem, který byl testován pro použití v palivovém článku ii. polystyrene-block-poly(ethylene-ran-butylene)-block-polystyrene se sulfonovou skupinou, který byla testována pro použití v mikrobiální elektrolýze Připravené iontové kapaliny jsou dále rozděleny to tří skupin dle hlavní funkční skupiny: i. imidazoliové - ethyl ester kyseliny ethylmethylimidazoliumfosfonové kyseliny ii. fosfoniové - methyltributylfosfonium bis (trifluoromethyl sulfonyl) imid iii. sulfoniové -...

Present study describes synthesis, characterizations and electrochemical properties of novel materials or novel approaches of preparation and their testing for suitability in industrial application. Work is divided into two main groups. First group is focused on preparation and characterization of ion-exchange membranes and second group is focused on preparation and characterization of ionic liquids. Prepared ion-exchange membranes are further split in two subgroups: a) Anion exchange membrane - synthesis and characterization of chloromethylene polystyrene-block-poly(ethylene-ran-butylene)-block-polystyrene copolymer, which was tested in water alkaline electrolysis b) Cation exchange membrane - synthesis and characterization of: i. poly(vinyl phosphonic acid-co-acrylonitrile), which was tested in fuel cells ii. polystyrene-block-poly(ethylene-ran-butylene)-block-polystyrene with sulfomethyl group, which was tested for use in microbial electrolysis Prepared ionic liquids are also divided into three groups based on the main function group: a) Imidazolium - ethyl methyl imidazolium phosphonic acid ethyl ester b) Phosphonium - methyl tributyl phosphonium bis (trifluoromethyl sulfonyl) imide c) Sulfonium - trimethyl sulfonium bis (trifluoromethyl sulfonyl) imide Ionic liquids were synthesized and...