シュローダーのパラドックスの水nafion平衡欠如

水性相平衡とプロトンの伝導性は、2つの方法で測定されました。最初に、ナフィオンは飽和水蒸気と接触していました。第二に、ナフィオンは同じ温度で液体水と接触していました。29度Cで、事前にボイルドされた蒸気均衡ナフィオンが活動= 1と0〜0.96バーの範囲の空気圧で水にさらされた場合、水分含有量はラムダ= 23 +/- 1 mol h（2）O/mol SO3でした- 。boileされた液体平衡化された膜であるラムダ= 24 +/- 2。100％相対湿度（RH）で、温度が30〜80度に上昇するが、初期水を回収しなかったため、事前にボイルドしたナフィオンの水分量が減少しました温度が30度に戻っ​​たときの含有量1 atおよび30度Cでの前行ナフィオンの水分量は、ラムダ= 13.7 +/- 0.2でした。液体平衡化の場合、蒸気均衡とlambda = 13.1 +/- 0.5。もともと水で煮沸されたナフィオン膜は、同じ膜が元々110度Cで2％未満で乾燥したのと同じ液体および100％RH蒸気均衡プロトン導電率を持っていました。膜が同じ熱履歴を持っていた場合、液体平衡化および100％RH蒸気均衡膜伝導率が同じでした。導電率データはモデルに適合し、水分量は異なる温度で決定されました。先行膜水分含有量は温度とともに増加し、積極的な膜の水分量は温度とともにわずかに変化しました。水収着と陽子導電性の両方のデータは、シュローダーのパラドックスを示していません。これらの研究と以前の結果は、吸収ポリマーの熱履歴に注意が払われると、シュローダーのパラドックスが解決されることを示唆しています。

Water-Nafion phase equilibria and proton conductivities were measured in two ways. First, Nafion was in contact with saturated water vapor. Second, Nafion was in contact with liquid water at the same temperature. At 29 degrees C, for preboiled, vapor-equilibrated Nafion exposed to water with an activity = 1 and air pressures ranging from 0 to 0.96 bar, the water content was lambda = 23 +/- 1 mol H(2)O/mol SO3-. For the preboiled, liquid-equilibrated membrane, lambda = 24 +/- 2. At 100% relative humidity (RH), the water content of preboiled Nafion decreased as the temperature rose from 30 to 80 degrees C but did not recover its initial water content when the temperature returned to 30 degrees C. The water content of predried Nafion at 1 atm and 30 degrees C was lambda = 13.7 +/- 0.2 when vapor-equilibrated and lambda = 13.1 +/- 0.5 when liquid-equilibrated. A Nafion membrane originally boiled in water had much higher liquid- and 100% RH vapor-equilibrated proton conductivities than the same membrane originally dried at 110 degrees C with a RH less than 2%. The liquid-equilibrated and 100% RH vapor-equilibrated membrane conductivities were the same when the membrane had the same thermal history. The conductivity data was fit to a model, and the water content was determined at different temperatures. The predried membrane water content increased with temperature, and the preboiled membrane's water content changed slightly with temperature. Both water sorption and proton-conductivity data do not exhibit Schroeder's paradox. These studies and previous results suggest that Schroeder's paradox is resolved when attention is given to the thermal history of the absorbing polymer.