Rev. Phys. Appl. (Paris) 15, 1179-1182 (1980)
DOI: 10.1051/rphysap:019800015060117900

Mössbauer investigations of Nafion membranes

B. Rodmacq¹, M. Pineri¹ et J.M.D. Coey<sup>2

1</sup>  Centre d'Etudes Nucléaires de Grenoble, Département de Recherche Fondamentale, Section de Physique du Solide, 85 X, 38041 Grenoble, France
²  Department of Pure and Applied Physics, University of Dublin, Trinity College, Dublin 2, Ireland

Abstract
Mössbauer experiments have been performed on Nafion ion exchange membranes neutralized with iron chloride. The recoilless fraction falls to zero at a temperature which depends on the water content, showing that the rigidity of the local ion environment is greatly influenced by the amount of water retained in these membranes. Two different iron sites are defined, whose relative intensities vary with water content. One of the doublets is attributed to a (Fe2+, H 2O complex whose hyperfine parameters are essentially independent of the quantity of water. The second doublet is attributed to a less hydrated species. No evidence of magnetic hyperfine structure is found, even at 4.2 K.

Résumé
Des expériences d'effet Mössbauer ont été réalisées sur des membranes Nafion neutralisées avec du chlorure de Fer. Le facteur f s'annule à une température qui dépend de la teneur en eau, ce qui montre que la rigidité de l'environnement local de l'ion est fortement influencée par la présence d'eau à l'intérieur de ces membranes. I1 est possible de définir deux sites différents de Fer dont les proportions relatives varient avec la concentration en eau. L'un des deux doublets est attribué à un complexe (Fe2+, H 2O dont les paramètres hyperfins sont à peu près indépendants de la teneur en eau. Le deuxième doublet est attribué à un ion moins hydraté. Les spectres ne révèlent pas la présence d'une structure magnétique hyperfine, même à 4,2 K.

PACS
6140K - Structure of polymers, elastomers, and plastics.
7680 - Mossbauer effect: other gamma ray spectroscopy in condensed matter.

Key words
ion exchange -- membranes -- Mossbauer effect -- polymers -- Nafion ion exchange membranes -- magnetic hyperfine structure -- polymer membranes