A Comparative Ab Initio Study of the Primary Hydration and Proton Dissociation of Various Imide and Sulfonic Acid Ionomers
Notice bibliographique
Résumé
We compare the role of neighboring group substitutions on proton dissociation of hydrated acidic moieties suitable for proton exchange membranes through electronic structure calculations. Three pairs of ionomers containing similar electron withdrawing groups within the pair were chosen for the study: two fully fluorinated sulfonyl imides (CF(3)SO(2)NHSO(2)CF(3) and CF(3)CF(2)SO(2)NHSO(2)CF(3)), two partially fluorinated sulfonyl imides (CH(3)SO(2)NHSO(2)CF(3) and C(6)H(5)SO(2)NHSO(2)CF(2)CF(3)), and two aromatic sulfonic acid based materials (CH(3)C(6)H(4)SO(3)H and CH(3)OC(6)H(3)OCH(3)C(6)H(4)SO(3)H). Fully optimized counterpoise (CP) corrected geometries were obtained for each ionomer fragment with the inclusion of water molecules at the B3LYP/6-311G** level of density functional theory. Spontaneous proton dissociation was observed upon addition of three water molecules in each system, and the transition to a solvent-separated ion pair occurred when four water molecules were introduced. No considerable quantitative or qualitative differences in proton dissociation, hydrogen bond networks formed, or water binding energies were found between systems containing similar electron withdrawing groups. Each of the sulfonyl imide ionomers exhibited qualitatively similar results regarding proton dissociation and separation. The fully fluorinated sulfonyl imides, however, showed a greater propensity to exist in dissociated and ion-pair separated states at low degrees of hydration than the partially fluorinated sulfonyl imides. This effect is due to the additional electron withdrawing groups providing charge stabilization as the dissociated proton migrates away from the imide anion.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,004 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».