IK-SPEKTROSKOPIChESKIE I TERMIChESKIE ISSLEDOVANIYa VODNOY SREDY V POROVOM PROSTRANSTVE KATIONOOBMENNOY MEMBRANY

Capa

Citar

Texto integral

Acesso aberto Acesso aberto
Acesso é fechado Acesso está concedido
Acesso é fechado Somente assinantes

Resumo

Выполнен анализ взаимодействия сульфонатных групп катионообменной мембраны МК-40 с молекулами воды при гидратации методами ИК-спектроскопии в режиме МНВПО, термического анализа ТГ и ДСК. Полученные спектры показывают наличие двух форм сульфонатных групп – кислотную и солевую, симметрия которых практически не меняется в процессе набухания и катионообмена. Вода, окружающая сульфокислотные группы формирует двойной электрический слой (ДЭС), образуя три фазы: 1) связанная вода; 2) вода, локализуемая в межфазном пространстве между связанной и водой на границе нулевого потенциала (диффузный слой); 3) свободная вода между границами нулевого потенциала ДЭС. Второй тип воды – вода, водородные связи которой формируются электрическим полем катиона в анион-катионной паре. Увеличение водонасыщения приводит к ослаблению взаимодействия катиона Na+ на SO3 - группу с возможным разрывом ионной пары и образованием симметричных мицелл с ядром катиона (Na+), что существенно влияет на процесс катионообмена. Экспериментальные данные ТГ и ДСК показали, что механизм потери воды при термолизе образцов мембраны в интервале от 50°С до 450°С полностью совпадают с выводами, сделанными на основе данных ИК-спектроскопии.

Bibliografia

  1. Вольфкович Ю.М., Михалин А.А., Рычагов А.Ю. и др. // Физикохимия поверхности и защита материалов. 2021. Т. 57. № 1. С. 74. https://doi.org/10.31857/S0044453723010181
  2. Крисилова Е.В., Елисеева Т.В. // Физикохимия поверхности и защита материалов. 2011. Т. 47. № 1. С. 36. https://doi.org/10.31857/S0044453723010181
  3. Шишкина С.В., Желонкина Е.А., Кононова Т.В. // Мембраны и мембранные технологии. 2013. Т. 3. № 1. С. 63. https://doi.org/10.1134/S2218117213010082
  4. Голованчиков А.Б., Ефремов М.Ю., Дулькина Н.А. // Химическая технология. 2011. Т. 12. № 2. С. 122.
  5. Лазарев С.И., Головин Ю.М., Лазарев Д.С. и др. Мембраны и мембранные технологии. 2015. Т. 5. № 4. С. 78.
  6. Шиповская А.Б. Фазовый анализ систем эфир целлюлозы-мезофазогенный растворитель. Автореф. дис. … докт. техн. наук. Саратов.: Ин-т, 2009. С. 41.
  7. Kusoglu A., Weber A.Z. // Chemical Reviews. 2017. № 117(3). P. 987. https://doi.org/10.1021/acs.chemrev.6b0
  8. Шапошник В.А. // Сорбционные и хроматографические процессы. 2020. Т. 20. № 1. С. 48. https://doi.org/10.17308/sorpchrom.2020.20/2379
  9. Бункин Н.Ф., Козлов В.А., Кирьянова М.С. и др. // Оптика и спектроскопия. 2021. Т. 129. С. 472. https://doi.org/10.21883/OS.2021.04.50777.241-20
  10. Котов В.В., Нетесова Г.А., Перегончая О.В. и др. // Сорбционные и хроматографические процессы. 2010. Т. 10. № 2. С. 208.
  11. Лазарев С.И., Головин Ю.М., Коновалов Д.Н. и др. // Физикохимия поверхности и защита материалов. 2023. Т. 59. № 2. C. 155. https://doi.org/10.31857/S0044185623700183
  12. Lazarev S.I., Khorokhorina I.V., Mikhailin M.I. et al. // Chemical and Petroleum Engineering. 2023. V. 59. № 1-2. Р. 174. https://doi.org/10.1007/s10556-023-01224-2
  13. Цундель Г. Гидратация и межмолекулярное взаимодействие. М.: Мир, 1972. 404 с.
  14. Mauritz K.A., Moore R.B. // Chemical Reviews. 2004. № 104(10). Р. 4535. https://doi.org/10.1021/cr0207123
  15. Lage L.G., Delgado P.G., Kawano Y. // European Polymer Journal. 2004. № 40(7). Р. 1309. https://doi.org/10.1016/j.eurpolymj.2004.02.021
  16. Накамото К. Инфракрасные спектры неорганических и координационных соединений. М.: Мир, 1966. 411 с.
  17. Heitner-Wirguin C. // Journal of Membrane Science. 1996. № 120(1). Р. 1. https://doi.org/10.1016/0376-7388(96)00155-x
  18. Kusoglu A., Weber A.Z. // Chemical Reviews. 2017. № 117(3). Р. 987. https://doi.org/10.1021/acs.chemrev.6b00159
  19. Sun Q. // Vibrational spectroscopy. 2009. № 51(2). Р. 213. https://doi.org/10.1016/j.vibspec.2009.05.002
  20. Buzzoni R., Bordiga S., Ricchiardi G. et al. // The Journal of Physical Chemistry. 1995. № 99 (31). Р. 11937. https://doi.org/10.1021/j100031a023
  21. Falk M. // Canadian Journal of Chemistry. 1980. V. 58. № 14. P. 1495. https://doi.org/10.1139/v80-237
  22. Бушуев Ю.Г., Давлетбаева С.В., Королев В.П. // Изв. Академии наук. Сер. химическая. 2008. № 9. С. 1.
  23. Михеев Ю.А., Гусева Л.Н., Давыдов Е.Я. // Химическая физика и мезоскопия. 2007. Т. 9. № 1. С. 51.
  24. Kusoglu A., Weber A.Z. // Chemical Reviews. 2017. № 117(3). Р. 987. https://doi.org/10.1021/acs.chemrev.6b00159
  25. Page K.A., Cable K.M., Moore R.B. // Macromolecules. 2005. V. 38. № 15. P. 6472–6484.
  26. Porozhnyy M., Huguet P., Cretin M. et al. // International Journal of Hydrogen Energy. 2016. № 41 (34). Р. 15605. https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2016.06.05
  27. Ситникова В.Е., Пономарева А.А., Успенская M.В. Методы термического анализа. Практикум. СПб: Университет ИТМО, 2021. 152 с.
  28. Shank A., Wang Y., Kaledin A. et al. // Journal of Chemical Physics. 2009. № 130. Р. 144314. https://doi.org/10.1063/1.3112403
  29. Iwai Y., Yamanishi T. // Polymer Degradation and Stability. 2009. № 94 (4). P. 679. https://doi.org/10.1016/j.polymdegradstab.2008.12.020
  30. Almeida S.H., Kawano Y. // Journal of Thermal Analysis and Calorimetry. 1999. V. 58. Р. 569.
  31. Литвиненко В.В., Заграй Я.М., Симонов И.Н. и др. // Высокомолекулярные соединения. Сер. А. 1994. Т. 36. № 8. С. 1304.

Arquivos suplementares

Arquivos suplementares
Ação
1. JATS XML
Baixar

Declaração de direitos autorais © Russian Academy of Sciences, 2025

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).