Effect of hydration on the structure and conductivity of sodium sulfate and potassium chloride matrix electrolytes in a hybrid material of cellulose fabric, macromolecular cyclic aminoacetate and aerosil

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription or Fee Access

Abstract

Electron micrographs were obtained and the conductivity of hydrated and anhydrous matrix electrolytes of sodium sulfate and potassium chloride was measured in a hybrid organo-inorganic material of cellulose tissue and macromolecular cyclic aminoacetates grafted onto aerosil microparticles. The ionic conductivity of anhydrous electrolytes is less than 1×10–7 Cm, and of hydrated ones –1.3×10–3 and 2.3×10–3 cm for Na2SO4 and KCl, respectively. Placers of KCl crystals and Na2SO4 druses are visible on the surface of the structural elements of the material in anhydrous electrolytes. In hydrated electrolytes with KCl, the surfaces are covered with delicate films, and with Na2SO4, they are covered with films of the spread droplet type. These films form solvatocomplex associates involving ligand groups from pore walls and water molecules.

About the authors

M. R. Kobrin

A.N. Frumkin Institute of Physical Chemistry and Electrochemistry of the Russian Academy of Sciences; MIREA – Russian Technological University

Email: kobrin92@ya.ru
Moscow, Russia; Moscow, Russia

A. Yu. Tsivadze

A.N. Frumkin Institute of Physical Chemistry and Electrochemistry of the Russian Academy of Sciences

Moscow, Russia

A. Ya. Fridman

A.N. Frumkin Institute of Physical Chemistry and Electrochemistry of the Russian Academy of Sciences

Moscow, Russia

D. R. Khairutdinova

A. A. Baikov Institute of Metallurgy and Materials Science, Russian Academy of Sciences

Moscow, Russia

A. A. Yavich

A.N. Frumkin Institute of Physical Chemistry and Electrochemistry of the Russian Academy of Sciences

Moscow, Russia

V. N. Titova

A.N. Frumkin Institute of Physical Chemistry and Electrochemistry of the Russian Academy of Sciences

Moscow, Russia

M. Yu. Kudryashov

MIREA – Russian Technological University

Moscow, Russia

References

  1. Siegel D.J., Nazar L., Chiang Y-M., et al. // Trends in Chemistry. 2021. V. 3. № 10. P. 807. doi: 10.1016/j.trechm.2021.06.004
  2. Lin R., Ke C., Chen J., Liu S. // Joule. 2022. V. 6. № 2. P. 399. doi: 10.1016/j.joule.2022.01.002
  3. Tatara R. // Electrochemistry. 2024. V. 92. № 10 P. 101005. DOI.org/10.5796/electrochemistry.24-00071
  4. Chen J., Zhang H., Ke C., Liu S., Wang J. // Chemrxiv. 2022. doi: 10.26434/chemrxiv-2022-48s6j
  5. Avni Y., Adar R.M., Andelman D., Orland H. // Physical Review Letters. 2022. V. 128. P. 098002. DOI.org/10.1103/PhysRevLett.128.098002
  6. Jones S.D., Bamford J., Fredrickson G., Segalman R.A. // ACS polymers Au. 2022. V. 2. № 6. P. 430. DOI.org/10.1021/acspolymersau.2c00024
  7. Russell S., Pereira R., Vardner J.T. // Macromolecules. 2020. № 53(3). doi: 10.1021/acs.macromol.9b02291
  8. Atifi S., Miao C., Mirvakili M.-N., Hamad W.Y. // Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects. 2024. V. 686(5). P. 133322. doi: 10.1016/j.colsurfa.2024.133322
  9. Kang P., Wu L., Chen D., et al. // J. of Phys. Chem. B. 2022. V. 126. № 24. P. 4531. DOI.org/10.1021/acs.jpcb.2c01523
  10. Zhengnan T., Yeguo Z., Gang L., et al. // Advanced science. 2022. V. 9. № 22. P. 2201207. DOI.org/10.1002/advs.202201207
  11. Zhou M., Bai P., Ji X., Yang J., et al. // Advanced materials. 2021. V. 33. № 7. P. 2003741. DOI.org/10.1002/adma.202003741
  12. Кобрин М.Р., Фридман А.Я., Цивадзе А.Ю. и др. // Междунар. науч.-исслед. журн. 2022. № 8 (122).
  13. Кобрин М.Р., Баринов Р.А., Фридман А.Я. и др. // Там же. 2023. № 2(128). doi: 10.23670/IRJ.2023.128.6
  14. Фридман А.Я., Цивадзе А.Ю., Петухова Г.А. и др. //Сборник трудов всероссийского симпозиума с международным участием, посвященный 150-летию российского физикохимика Н.А. Шилова, Москва, 16–20 октября 2023 года. М.: Институт физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина РАН, 2023. С. 190.
  15. Иванов Е.В., Лебедева Е.Ю., Пакина А.А., Иванова Н.Г. // От химии к технологии шаг за шагом. 2024. Т. 5 № 1. C. 8.
  16. Абросимов В.К., Иванов Е.В. Вода: Структура, состояние, сольватация. Достижения последних лет (серия “Проблемы химии растворов”) / под ред. А.М. Кутепова. М.: Наука, 2003. С. 277.
  17. Березин Б.Д., Березин М.Б. // Вестн. РАЕН. 2009. Т. 9. № 3. С. 80.
  18. Qian K., Winans R.E., Li T. // Advanced energy materials. 2020. V. 11. № 4. P. 2002821. DOI.org/10.1002/aenm.202002821
  19. Liu X., Koverga V., Nguyen H.T., Ngo A.T., et al. // Applied Physics Reviews. 2024. V. 11. № 2. doi: 10.1063/5.0187154
  20. Valle M.A., Ugalde L., Díaz F.R., Bodini M.E. // Polymer Bulletin. 2003. V. 5. I. 1. P. 55. doi: 10.1007/s00289-003-0195-3
  21. Shaymardanova M.A., Mirzakulov K.C., Melikulova G., Khodjamkulov S.Z. // Chemical Problems. 2023. V. 21. I. 3. P. 279. doi: 10.32737/2221-8688-2023-3-279-293
  22. Han J., Mariani A., Zhang H., Zarrabeitia M., et al. // Energy Storage Materials. 2020. V. 30. P. 196. DOI.org/10.1016/j.ensm.2020.04.028
  23. Кобрин, М. Р., Фридман A.Я., Цивадзе А.Ю., и др. // Физико-химические проблемы адсорбции, структуры и химии поверхности нанопористых материалов: Сборник трудов всероссийского симпозиума с международным участием, посвященный 150-летию российского физикохимика Н.А. Шилова, Москва, 16–20 октября 2023 года. М.: Институт физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина РАН, 2023. С. 66.
  24. Крестов А., Новоселов Н.П., Перелыгин И.С. и др. Ионная сольватация. М.: Наука, 1987. 320 с.
  25. Смирнов П.Р., Тростин В.Н., Крестов Г.А. // Докл. АН СССР. 1988. Т. 299. № 4. С. 925.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2025 Russian Academy of Sciences