Физико-химические свойства металлополимерных нанокомпозитов с наночастицами платина-палладий и платина-рутений

АННОТАЦИЯ

В настоящее время развитие физико-химических методов и подходов к формированию и исследованию нанокомпозитов на основе металлополимерных мембран является фундаментальной задачей в области теоретической и прикладной физической химии и, в частности, для конструирования микромощных преобразователей энергии. Размеры и форма частиц активного компонента, внедренного в полимерную мембрану, играют ключевую роль в повышении селективности и стабильности электродных материалов. В наноразмерном состоянии катализаторы могут проявлять уникальные свойства, поэтому совершенствование физико-химических методов формирования и стабилизации наночастиц на полимерных матрицах позволяет получать материалы с повышенными функциональными характеристиками. Это наиболее актуально для конструирования современных источников энергии, в которых требуется существенное увеличение удельных параметров (плотность тока, удельная мощность, массогабаритные размеры, ресурс работы) по сравнению с традиционными источниками тока. Можно ожидать, что формирование полиметаллических мембранных нанокомпозитов позволит решить ряд из вышеперечисленных проблем и стимулировать создание конструкционных материалов для источников энергии нового поколения. В работе осуществлено контролируемое формирование биметаллических полимерных нанокомпозитов с наночастицами платина-палладий и платина-рутений при помощи химического восстановления ионов металлов в водно-органических растворах обратных мицелл. Методами атомно-силовой и растровой электронной микроскопии проведено исследование физико-химических свойств биметаллических нанокомпозитов.

ABSTRACT

At present time the development of physico-chemical methods and approaches to the formation and study of nanocomposites based on metal-polymer membranes is a fundamental task in the field of theoretical and applied physical chemistry and, in particular, for micropower energy converters designing. The size and shape of the active component particles, embedded in a polymer membrane, play a key role in enhancing the selectivity and stability of electrode materials. In nanosized state, the catalysts can exhibit unique properties, therefore, the improvement of physico-chemical methods of formation and stabilization of nanoparticles in polymer matrices allows to obtain materials with improved functional characteristics. This is most relevant for the design of modern energy sources, which requires a substantial increase in specific parameters (current density, specific power, weight and dimensions, lifetime) compared to traditional current sources. One can expect that the formation of polymetallic membrane nanocomposites will allow to solve a number of problems, and to stimulate the creation of structural materials for energy sources of new generation. In work it was implemented the controlled formation of bimetallic polymer nanocomposites with platinum-palladium and platinum-ruthenium nanoparticles using chemical reduction method of metal ions in water-organic solutions of reverse micelles. By means of atomic force and scanning electron microscopy the study of physico-chemical properties of bimetallic nanocomposites was carried out.