Yıl 2018, Cilt 22, Sayı 2, Sayfalar 748 - 754 2018-04-08

Synthesis and characterization of zirconium phosphate and poly(ethylene oxide) based polymer composite
Sol-jel yöntemi ile zirkonyum fosfat ve poli (etilen oksit) temelli polimer kompozit malzeme (ZRP/PEO) sentezi ve karakterizasyonu

Asuman Çelik Küçük [1] , Emrah Demirkal [2]

27 23

In this study, by using tetraethyl orthosilicate (TEOS) as precursor, a composite material based on the zirkonium phosphate and poly (ethylene oksit) (PEO) polymer (ZrP / PEO) has been prepared through the sol-gel method. The characterisation of the obtained material has been carried out by using flourer transform–infrared spectroscopy (FTIR) and X-ray diffraction (XRD) methods. Thermal properties have been investigated with thermal gravimetric analyzing (TGA). It has been founded that ZrP/PEO polymer composite material is stable even up to 300 °C. Thanks to the thermal stability and water uptake ability, ZrP/PEO polymer composite is the promising candidate to be used as a medium temperature fuel-cell electrolyte material. 

Bu çalışmada,  sol-jel yöntemi ile tetraetil ortosilikat (TEOS) ön başlatıcısı varlığında zirkonyum fosfat  (ZrP) ve Poli (etilen oksit) temelli ZrP/ PEO kompozit malzemesi üretilmiştir. Hazırlanan malzemenin yapısı X-ışını difraksiyonu (XRD) ve Fourier transform IR spektroskopisi (FTIR) yöntemleri ile incelenmiştir. Isısal özellikleri ise termal gravimetrik analiz (TGA) ile incelenmiştir. TGA analizinde, sentezlenen malzemenin 300 °C’e kadar kararlı olduğu bulunmuştur. Üretilen bu malzemenin maliyeti düşüktür, ayrıca ısıtıldığında 100 °C’nin üzerindeki sıcaklıklarda 300 °C ye kadar bozulmaya uğramamaktadır. 300 °C’ye kadar olan ısısal kararlılığı ve su tutma kabiliyeti sayesinde ZrP/PEO kompozit malzemesi, ara sıcaklık yakıt pillerinde kullanılabilme potansiyeline sahiptir.

  • REFERENCES
  • [1] M. Rikukawa, K. Sanui, Proton-conducting polymer electrolyte membranes based on hydrocarbon polymers, Prog. Polym. Sci. vol.25 pp.1463-502, 2000.
  • [2] JD. Lichtenhan, Y.A. Otonari, MJ. Gan, Linear hybrid polymer building blocks: methacrylate-functionalized polyhedral oligomeric silsesquioxane monomers and polymers, Macromolecules, vol.28 pp.8435-8437, 1995
  • [3] E. S. Cozza, Q. Ma, O. Monticelli and P. Cebe, ‘Nanostructured nanofibers based on PBT and POSS: Effect of POSS on the alignment and macromolecular orientation of the nanofibers’, European Polymer Journal, vol. no. 49, pp. 33–40, 2013.
  • [4] R. He, Q. Li, G. Xiao and N.J. Bjerrum, ‘Proton conductivity of phosphoric acid doped polybenzimidazole and its composites with inorganic proton conductors’. Journal of Mebrane Science, vol. 226 pp.169-184, 2003.
  • [5] B. Bonnet, D.J. Jones, L. Tchicaya, G. Alberti, M. Casciola, L. Massinelli, B. Bauer, A. Peraio and E. Ramunni, ‘Hybrid organic-inorganic membranes for a medium temperature fuel cell’. Journal of New materials for Electrochemical Systems, vol.3, pp.87-92, 2000.
  • [6] Q. Li, R. He, J.Q. Jensen and N.J. Bjerrum, ‘Approaches and recent development of polymer electrolyte membranes for fuel cells operating above 100 ◦C’. Chem Mater, vol.15 no.26, pp.4896–4915, 2003.
  • [7] M. Linlin, ‘Poly(2,5-benzimidazole)-silica nanocomposite membranes for high temperature proton exchange membrane fuel cell’, Journal of Membrane Science, vol.411-412, pp.91-98, 2012.
  • [8] W. Shuang, Z. Chengji, M. Wenjia, Z. Gang, L. Zhongguo, N. Jing, L. Mingyu,‘Preparation and properties of epoxy-cross-linked porous polybenzimidazole for high temperature proton exchange membrane fuel cells’, Journal of Membrane Science 411-412, 54-63, 2012
  • [9] X. Meng and Z. Xian, ’Structure and thermal behavior of EPDM/POSS Composite Fiber Prepared by Electrospinning’, Journal of applied polymer science, DOI; 10.1002/app.38349.
  • [10] J. R. Stevens and B.E. Mellander, ‘Poly(ethylene oxide)-alkali metal-silver halide salt systems with high ionic conductivity at room temperature‘ Solid State Ionics, vol.21, pp.203-206, 1986.
  • [11] I. Honma, Y. Takeda, J.M. Bae, ‘Protonic conducting properties of sol-gel derived organic/inorganic nanocomposite membranes doped with acidic functional molecules’, Solid State Ionics, vol.120, pp.255–264, 1999.
  • [12] J. Xi and X. Tang, Nanocomposite polymer electrolyte based on Poly(ethylene oxide) and solid super acid for lithium polymer battery, Chemical Physics Letters, vol. 393, pp.271–276, 2004.
  • [13] A. Goni-Urtiaga, D. Presvytes and K. Scott., 'Solid acids as electrolyte materials for proton exchange membrane (PEM) electrolysis: Review' International Journal of Hydrogen Energy, vol.37, pp.3358-3372, 2012.
  • [14] A. Clearfield, 'Inorganic ion exchangers with layered structures', Annual Reviews Material Science, vol.14, pp.205, 1984 [15] S.J. Peighambardoust, S. Rowshanzamir, M. Amjadi, ‘Review of the proton exchange membranes for fuel cell applications’, International Journal Of Hydrogen Energy, vol.35, pp.9349-9384, 2010.
Birincil Dil tr
Konular Malzeme Bilimi
Yayımlanma Tarihi Nisan 2018
Dergi Bölümü Araştırma Makalesi
Yazarlar

Yazar: Asuman Çelik Küçük
E-posta: asuman.celik@marmara.edu.tr
Kurum: Marmara Universitesi
Ülke: Turkey


Yazar: Emrah Demirkal
E-posta: harmelakrimed@gmail.com

Bibtex @araştırma makalesi { saufenbilder343027, journal = {Sakarya University Journal of Science}, issn = {1301-4048}, address = {Sakarya Üniversitesi}, year = {2018}, volume = {22}, pages = {748 - 754}, doi = {10.16984/saufenbilder.343027}, title = {Sol-jel yöntemi ile zirkonyum fosfat ve poli (etilen oksit) temelli polimer kompozit malzeme (ZRP/PEO) sentezi ve karakterizasyonu}, key = {cite}, author = {Demirkal, Emrah and Çelik Küçük, Asuman} }
APA Çelik Küçük, A , Demirkal, E . (2018). Sol-jel yöntemi ile zirkonyum fosfat ve poli (etilen oksit) temelli polimer kompozit malzeme (ZRP/PEO) sentezi ve karakterizasyonu. Sakarya University Journal of Science, 22 (2), 748-754. DOI: 10.16984/saufenbilder.343027
MLA Çelik Küçük, A , Demirkal, E . "Sol-jel yöntemi ile zirkonyum fosfat ve poli (etilen oksit) temelli polimer kompozit malzeme (ZRP/PEO) sentezi ve karakterizasyonu". Sakarya University Journal of Science 22 (2018): 748-754 <http://www.saujs.sakarya.edu.tr/issue/30829/343027>
Chicago Çelik Küçük, A , Demirkal, E . "Sol-jel yöntemi ile zirkonyum fosfat ve poli (etilen oksit) temelli polimer kompozit malzeme (ZRP/PEO) sentezi ve karakterizasyonu". Sakarya University Journal of Science 22 (2018): 748-754
RIS TY - JOUR T1 - Sol-jel yöntemi ile zirkonyum fosfat ve poli (etilen oksit) temelli polimer kompozit malzeme (ZRP/PEO) sentezi ve karakterizasyonu AU - Asuman Çelik Küçük , Emrah Demirkal Y1 - 2018 PY - 2018 N1 - doi: 10.16984/saufenbilder.343027 DO - 10.16984/saufenbilder.343027 T2 - Sakarya University Journal of Science JF - Journal JO - JOR SP - 748 EP - 754 VL - 22 IS - 2 SN - 1301-4048-2147-835X M3 - doi: 10.16984/saufenbilder.343027 UR - http://dx.doi.org/10.16984/saufenbilder.343027 Y2 - 2018 ER -
EndNote %0 Sakarya University Journal of Science Sol-jel yöntemi ile zirkonyum fosfat ve poli (etilen oksit) temelli polimer kompozit malzeme (ZRP/PEO) sentezi ve karakterizasyonu %A Asuman Çelik Küçük , Emrah Demirkal %T Sol-jel yöntemi ile zirkonyum fosfat ve poli (etilen oksit) temelli polimer kompozit malzeme (ZRP/PEO) sentezi ve karakterizasyonu %D 2018 %J Sakarya University Journal of Science %P 1301-4048-2147-835X %V 22 %N 2 %R doi: 10.16984/saufenbilder.343027 %U 10.16984/saufenbilder.343027