chemicallytechFine Chemical TechnologiesТонкие химические технологии2410-65932686-7575MIREA – Russian Technological University (RTU MIREA).chemicallytech-472Research ArticleSYNTHESIS AND PROCESSING OF POLYMERS AND POLYMERIC COMPOSITESСИНТЕЗ И ПЕРЕРАБОТКА ПОЛИМЕРОВ И КОМПОЗИТОВ НА ИХ ОСНОВЕMetal-polymer platinum nanocomposites for electrochemical conversion of hydrogen fuels in chemical power sourcesМеталлополимерные нанокомпозиты платины для электрохимической конверсии водородсодержащих топлив в химических источниках токаЛебедеваМ. В.LebedevaM. V.

кафедра Физической химии им. Я.К. Сыркина, аспирант

lebedevamv221087@mail.ruЯштуловН. А.YashtulovN. A.

профессор

noemail@neicon.ruМининаН. Е.MininaN. E.

кафедра Физической химии им. Я.К. Сыркина, доцент

noemail@neicon.ruБеляевБ. А.BelyaevB. A.

кафедра Физической химии им. Я.К. Сыркина, доцент,

noemail@neicon.ruМИТХТ им. М.В. Ломоносова, 119571, Москва, пр-т Вернадского, д. 86РоссияM.V. Lomonosov Moscow State University of Fine Chemical Technologies, 86, Vernadskogo pr., Moscow 119571Russian FederationНациональный исследовательский университет «МЭИ», Москва, 111250Russian Federation201428062014937478Copyright © Lebedeva M.V., Yashtulov N.A., Minina N.E., Belyaev B.A., 20142014Лебедева М.В., Яштулов Н.А., Минина Н.Е., Беляев Б.А.Lebedeva M.V., Yashtulov N.A., Minina N.E., Belyaev B.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.finechem-mirea.ru/jour/article/view/472

For polymer Nafion films production containing Pt nanocomposites it was used the influence of gamma radiation 60Co. The platinum nanoparticles were synthesized by the method of radiation-chemical reduction of ions in reverse micelle solutions for subsequent Nafion films modification. It was demonstrated the effect of synthesis conditions, the degree of solubilization and nanoparticle sizes on the catalytic activity of Pt/Nafion nanocomposites. It was shown that the catalytic activity of metal-polymer nanocomposites increase with platinum nanoparticle size decreasing. Functional characteristics of nanocomposites were investigated by cyclic voltammetry and scanning electron microscopy methods. Created nano-catalysts showed high catalytic activity in the oxygen reduction and hydrogen oxidation reactions.

Для синтеза полимерных пленок Нафион, содержащих Pt-нанокомпозиты, было использовано воздействие гамма-излучения60Co. Созданные металлополимерные нанокатализаторы проявили высокую каталитическую активность в реакциях электровосстановления кислорода и окисления водорода.

металлополимерные пленки Нафионплатиновые нанокомпозитыгамма-облучениеконверсия водородсодержащих топливоптимальная доза облученияэлектрокаталитическая активностьmetal polymer Nafion filmsplatinum nanocompositesgamma radiationconversion of hydrogencontaining fuelsoptimal doseelectrocatalytic activity.ReferencesЯрославцев А.Б., Добровольский Ю.А., Шаглаева Н.С., Фролова Л.А., Герасимова Е.В., Сангинов Е.А. Наноструктурированные материалы для низкотемпературных топливных элементов // Успехи химии. 2012. Т. 81. № 3. С. 191-220.Ярославцев А.Б., Добровольский Ю.А., Шаглаева Н.С., Фролова Л.А., Герасимова Е.В., Сангинов Е.А. Наноструктурированные материалы для низкотемпературных топливных элементов // Успехи химии. 2012. Т. 81. № 3. С. 191-220.Нечитайлов А.А., Глебова Н.В., Томасов А.А., Зеленина Н.К., Гуревич С.А., Кожевин В.М., Явсин Д.А. Воздушно-водородные топливные элементы с эффективным электрокатализом // Альтернативная энергетика и экология. 2012. № 5-6. С. 17-21.Нечитайлов А.А., Глебова Н.В., Томасов А.А., Зеленина Н.К., Гуревич С.А., Кожевин В.М., Явсин Д.А. Воздушно-водородные топливные элементы с эффективным электрокатализом // Альтернативная энергетика и экология. 2012. № 5-6. С. 17-21.Battirola L.C., Schneider J.F., Torriani I.C.L., Tremiliosi-Filho G. Improvement on direct ethanol fuel cell performance by using doped-Nafion 117 membranes with Pt and Pt-Ru nanoparticles // Int. J. Hydrogen Energy. 2013. V. 38. P. 12060-12068.Battirola L.C., Schneider J.F., Torriani I.C.L., Tremiliosi-Filho G. Improvement on direct ethanol fuel cell performance by using doped-Nafion 117 membranes with Pt and Pt-Ru nanoparticles // Int. J. Hydrogen Energy. 2013. V. 38. P. 12060-12068.Rojas J.V., Castano C.H. Production of palladium nanoparticles supported on multiwalled carbon nanotubes by gamma irradiation // Rad. Phys. & Chem. 2012. V. 81. P. 16-21.Rojas J.V., Castano C.H. Production of palladium nanoparticles supported on multiwalled carbon nanotubes by gamma irradiation // Rad. Phys. & Chem. 2012. V. 81. P. 16-21.Liu Z., Tian Z.Q., Jiang S.P. Synthesis and characterization of Nafion-stabilized Pt nanoparticles for polymer electrolyte fuel cells // Electrochim. Acta. 2006. V. 52. № 3. Р. 1213-1220.Liu Z., Tian Z.Q., Jiang S.P. Synthesis and characterization of Nafion-stabilized Pt nanoparticles for polymer electrolyte fuel cells // Electrochim. Acta. 2006. V. 52. № 3. Р. 1213-1220.Яштулов Н.А., Ревина А.А., Лебедева М.В., Флид В.Р. Каталитическая активность металло-полимерных нанокомпозитов палладия в реакциях восстановления кислорода и окисления водорода // Кинетика и катализ. 2013. Т. 55. № 3. C. 336-339.Яштулов Н.А., Ревина А.А., Лебедева М.В., Флид В.Р. Каталитическая активность металло-полимерных нанокомпозитов палладия в реакциях восстановления кислорода и окисления водорода // Кинетика и катализ. 2013. Т. 55. № 3. C. 336-339.Яштулов Н.А., Большакова А.Н., Ревина А.А., Флид В.Р. Металлополимерные нанокомпо-зиты на основе наночастиц платины для химических источников тока // Изв. РАН. Сер. хим. 2011. Т. 60. № 8. С. 1557-1561.Яштулов Н.А., Большакова А.Н., Ревина А.А., Флид В.Р. Металлополимерные нанокомпо-зиты на основе наночастиц платины для химических источников тока // Изв. РАН. Сер. хим. 2011. Т. 60. № 8. С. 1557-1561.Zhang X., Yea Y., Wang H., Yao S. Deposition of platinum-ruthenium nanoparticles on multi-walled carbon nano-tubes studied by gamma-irradiation // Rad. Phys. & Chem. 2010. V. 79. P. 1058-1062.Zhang X., Yea Y., Wang H., Yao S. Deposition of platinum-ruthenium nanoparticles on multi-walled carbon nano-tubes studied by gamma-irradiation // Rad. Phys. & Chem. 2010. V. 79. P. 1058-1062.Яштулов Н.А., Флид В.Р. Особенности окисления муравьиной кислоты в присутствии нанокомпозитов пористого кремния с палладием // Изв. РАН. Сер. хим. 2013. Т. 60. № 6. С. 1332-1337.Яштулов Н.А., Флид В.Р. Особенности окисления муравьиной кислоты в присутствии нанокомпозитов пористого кремния с палладием // Изв. РАН. Сер. хим. 2013. Т. 60. № 6. С. 1332-1337.Яштулов Н.А., Гаврин С.С., Танасюк Д.А., Ермаков В.И., Ревина А.А. Синтез и контроль размеров наночастиц палладия в жидкой фазе и в адсорбированном состоянии // Журн. неорган. химии. 2010. Т. 55. № 2. С. 180-184.Яштулов Н.А., Гаврин С.С., Танасюк Д.А., Ермаков В.И., Ревина А.А. Синтез и контроль размеров наночастиц палладия в жидкой фазе и в адсорбированном состоянии // Журн. неорган. химии. 2010. Т. 55. № 2. С. 180-184.Sahu A.K., Pitchumani S., Sridhar P., Shukla A.K. Nafion and modified-Nafion membranes for polymer electrolyte fuel cells: An overview // Bull. Mater. Sci. 2009. V. 32. № 3. Р. 285-294.Sahu A.K., Pitchumani S., Sridhar P., Shukla A.K. Nafion and modified-Nafion membranes for polymer electrolyte fuel cells: An overview // Bull. Mater. Sci. 2009. V. 32. № 3. Р. 285-294.Chabia S., Kheirmand M. Electrocatalysis of oxygen reduction reaction on Nafion/platinum/gas diffusion layer electrode for PEM fuel cell // Appl. Surface Sci. 2011. V. № 24. P. 10408-10413.Chabia S., Kheirmand M. Electrocatalysis of oxygen reduction reaction on Nafion/platinum/gas diffusion layer electrode for PEM fuel cell // Appl. Surface Sci. 2011. V. № 24. P. 10408-10413.Wakizoe M., Velev O.A., Srinivasan S. Analysis of proton exchange membrane fuel cell performance with alternate membranes // Electrochim. Acta. 1995. V. 40. № 3. P. 335-344.Wakizoe M., Velev O.A., Srinivasan S. Analysis of proton exchange membrane fuel cell performance with alternate membranes // Electrochim. Acta. 1995. V. 40. № 3. P. 335-344.Zhou X.C., Xing W., Liu C.P., Lu T.H. Platinum-macrocycle co-catalyst for electro-oxidation of formic acid // Electrochem. Commun. 2007. V. 9. P. 1469-1473.Zhou X.C., Xing W., Liu C.P., Lu T.H. Platinum-macrocycle co-catalyst for electro-oxidation of formic acid // Electrochem. Commun. 2007. V. 9. P. 1469-1473.Liu W., Xie Y., Liu J., Jie X., Gu J., Zou Z. Experimental study of proton exchange membrane fuel cells using Nafion 212 and Nafion 211 for portable application at ambient pressure and temperature conditions // Int. J. Hydrogen Energy. 2012. V. 37. P. 4673-4677.Liu W., Xie Y., Liu J., Jie X., Gu J., Zou Z. Experimental study of proton exchange membrane fuel cells using Nafion 212 and Nafion 211 for portable application at ambient pressure and temperature conditions // Int. J. Hydrogen Energy. 2012. V. 37. P. 4673-4677.Ahmeda M., Attarda G.A., Wright E., Sharman J. Methanol and formic acid electrooxidation on Nafion modified Pd/Pt{1 1 1}: The role of anion specific adsorption in electrocatalytic activity // Catalysis Today. 2013. V. 202. P. 128-134.Ahmeda M., Attarda G.A., Wright E., Sharman J. Methanol and formic acid electrooxidation on Nafion modified Pd/Pt{1 1 1}: The role of anion specific adsorption in electrocatalytic activity // Catalysis Today. 2013. V. 202. P. 128-134.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.