Transport Properties and Structure of Anisotropic Composites Based on Cation Exchange Membranes and Polyaniline

N. V. Loza; Лоза Н. В.; N. A. Kutenko; Кутенко Н. А.; N. A. Kononenko; Кононенко Н. А.; Yu. M. Volfkovich; Вольфкович Ю. М.; V. E. Sosenkin; Сосенкин В. Е.

doi:10.31857/S2218117223030057

Транспортные свойства и структура анизотропных композитов на основе катионообменных мембран и полианилина

Авторы: Лоза Н.В.¹, Кутенко Н.А.¹, Кононенко Н.А.¹, Вольфкович Ю.М.², Сосенкин В.Е.²
Учреждения:
1. ФГБОУ ВО “Кубанский государственный университет”
2. Институт физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина РАН
Выпуск: Том 13, № 3 (2023)
Страницы: 221-237
Раздел: Статьи
URL: https://journals.rcsi.science/2218-1172/article/view/138008
DOI: https://doi.org/10.31857/S2218117223030057
EDN: https://elibrary.ru/EPUCOD
ID: 138008

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ
Доступ закрыт

Доступ предоставлен
Доступ закрыт

Только для подписчиков

Аннотация
Об авторах
Список литературы
Дополнительные файлы
Статистика

Аннотация

Выполнена комплексная характеризация базовых гетерогенных катионообменных мембран МК-40 и Ralex CMH и композитных мембран с полианилином на их основе, включающая определение удельной электропроводности и диффузионной проницаемости, измерение вольтамперных кривых в растворах хлоридов натрия, кальция, магния и соляной кислоты и кривых распределения воды по энергиям связи и эффективным радиусам пор, а также оценку транспортно-структурных параметров двухфазной модели проводимости структурно-неоднородной мембраны. Определено время синтеза полианилина на поверхности катионообменных мембран методом последовательной диффузии раствора окислителя и мономера через мембрану в воду для получения образцов с анизотропной структурой и асимметричными электротранспортными свойствами. На основании анализа электротранспортных свойств, структурных характеристик и модельных транспортно-структурных параметров мембран в растворах одно- и двухзарядных ионов показано, что полученные материалы являются перспективными для применения в процессах электродиализного обессоливания многокомпонентных растворов.

Ключевые слова

: катионообменная мембрана, полианилин, окислительная полимеризация, модифицирование, диффузионная проницаемость, удельная электропроводность, порометрическая кривая, селективность, вольтамперная характеристика

Список литературы

Merino-Garciaa I., Velizarov S. // Sep. Pur. Tech. 2021. V. 277. 119445.
Al-Amshawee S., Yunus M.Y.B.M., Azoddein A.A.M., Hassell D.G., Dakhil I.H., Hasan H.A. // Chemical Engineering J. 2020. V. 380. 122 231.
Gurreri L., Tamburini A., Cipollina A., Micale G. // Membranes. 2020. V. 10. № 7. P. 146.
Jiang S., Sun H., Wang H., Ladewig B.P., Yao Z. // Chemosphere. 2021. V. 282. 130817.
Stenina I., Golubenko D., Nikonenko V., Yaroslavtsev A. // Int. J. Mol. Sci. 2020. V. 21. № 15. P. 5517.
Luo T., Abdu S., Wessling M. // J. Membr. Sci. 2018. V. 555. P. 429.
Thakur A.K., Malmali M. // J. Environ. Chem. Eng. 2022. V. 10. Issue 5. 108295.
Butylskii D.Yu., Troitskiy V.A., Sharafan M.V., Pismenskaya N.D., Nikonenko V.V. // Desalination. 2022. V. 537. 115821.
Falina I., Loza N., Loza S., Titskaya E., Romanyuk N. // Membranes. 2021. V. 11. № 3. P. 227.
Sata T., Sata T., Yang W. // J. Memb. Sci. 2002. V. 206. P. 31.
Kumar M., Khan M.A., AlOthman Z.A., Siddiqui M.R. // Desalination. 2013. V. 325. P. 95.
Протасов К.В., Шкирская С.А., Березина Н.П., Заболоцкий В.И. // Электрохимия. 2010. Т. 46. № 10. С. 1209. [англоязычная версия: Protasov K.V., Shkirskaya S.A., Berezina N.P., Zabolotskii V.I. // Rus. J. Electrochem. 2010. V. 46. № 10. P. 1131.]
Титова Т.С., Юрова П.А., Кулешова В.А., Паршина А.В., Стенина И.А., Бобрешова О.В., Ярославцев А.Б. // Мембраны и мембранные технологии. 2021. Т. 11. № 6. С. 460. [англоязычная версия: Titova T.S., Yurova P.A., Stenina I.A., Yaroslavtsev A.B., Kuleshova V.A., Parshina A.V., Bobreshova O.V. // Membr. Membr. Technol. 2021. V. 3. № 6. P. 411.]
Ben Jadi S., El Guerraf A., Kiss A., El Azrak A., Bazzaoui E.A., Wang R., Martins J.I., Bazzaoui M. // J. Solid State Electrochem. 2020. V. 24. P. 1551.
Kononenko N.A., Loza N.V., Shkirskaya S.A., Falina I.V., Khanukaeva D.Y. // J. Solid State Electrochem. 2015. V. 19. P. 2623.
Andreeva M.A., Loza N.V., Pis’menskaya N.D., Dammak L., Larchet C. // Membranes. 2020. V. 10. № 7. 145.
Volfkovich Yu.M., Filippov A.N., Bagotsky V.S. Structural Properties of Porous Materials and Powders Used in Different Fields of Science and Technology. London: Springer, 2014.
Березина Н.П., Кубайси А.А.Р. // Электрохимия. 2006. Т. 42. С. 91. [англоязычная версия: Berezina N.P., Kubaisi A.A.R. // Rus. J. Electrochem. 2006. V. 42. P. 81.]
Карпенко Л.В., Демина О.А., Дворкина Г.А., Паршиков С.Б., Ларше К., Оклер Б., Березина Н.П. // Электрохимия. 2001. Т. 37. № 3. С. 328. [англоязычная версия: Karpenko L.V., Demina O.A., Dvorkina G.A., Parshikov S.B., Berezina N.P., Larchet C., Auclair B. // Rus. J. Electrochem. 2001. V. 37. № 3. P. 287.]
Berezina N.P., Kononenko N.A., Dyomina O.A., Gnusin N.P. // Adv. Colloid Interface Sci. 2008. V. 139. P. 3.
Akberova E.M., Vasil’eva V.I., Zabolotsky V.I., Novak L. // J. Membr. Sci. 2018. V. 566. P. 317.
Демина О.А., Кононенко Н.А., Фалина И.В., Демин А.В. // Коллоидный журн. 2017. Т. 79. № 3. С. 259. [англоязычная версия: Demina O.A., Kononenko N.A., Falina I.V., Demin A.V. // Colloid J. 2017. V. 79. P. 317.]
Березина Н.П., Кононенко Н.А., Филиппов А.Н., Шкирская С.А., Фалина И.В., Сычева А.А.-Р. // Электрохимия. 2010. Т. 46. № 5. С. 515. [англоязычная версия: Berezina N.P., Kononenko N.A., Shkirskaya S.A., Falina I.V., Filippov A.N., Sycheva A.A.-R. // Rus. J. Electrochem. 2010. V. 46. P. 485.]
Березина Н.П., Шкирская С.А., Колечко М.В., Попова О.В., Сенчихин И.Н., Ролдугин В.И. // Электрохимия. 2011. Т. 47. № 9. С. 1066. [англоязычная версия: Berezina N.P., Shkirskaya S.A., Kolechko M.V., Popova O.V., Senchikhin I.N., Roldugin V.I. // Rus. J. Electroch. 2011. V. 47. P. 995.]
Gnusin N.P., Berezina N.P., Kononenko N.A., Dyomina O.A. // J. Memb. Sci. 2004. V. 243. P. 301.
Сухотин А.М. Справочник по электрохимии / А.М. Сухотин. Л.: Химия, 1981. 488 с.
Stockmeier F., Michael Schatz M., Habermann M., Linkhorst J., Ali Mani A., Wessling M. // J. Membr. Sci. 2021. V. 640. 119846.
Krol J.J., Wessling M., Strathmann H. // J. Membr. Sci. 1999. V. 162. Issues 1–2. 1999. P. 145.
Belloň T., Slouka Z. // J. Membr. Sci. 2020. V. 610. 118291.
Заболоцкий В.И., Шельдешов Н.В., Гнусин, Н.П. // Успехи химии. 1988. Т. LVII. С. 1403. [англоязычная версия: Zabolotskii V.I., Shel’deshov N.V., Gnusin N.P. // Russ. Chem. Rev. 1988. V. 57. P. 801.]
Никоненко В.В., Мареев С.А., Письменская Н.Д., Узденова А.М., Коваленко А.В., Уртенов М.Х., Пурсели Ж.Э. // Электрохимия. 2017. Т. 53. С. 1266. [англоязычная версия: Nikonenko V.V., Mareev S.A., Pis’menskaya N.D., Kovalenko A.V., Urtenov M.K., Uzdenova A.M., Pourcelly G. // Russ. J. Electrochem. 2017. V. 53. P. 1122.]
Zyryanova S., Mareev S., Gil V., Pismenskaya N., Sarapulova V., Rybalkina O., Boyko E., Nikonenko V., Korzhova E., Larchet C., Dammak L. // Int. J. Mol. Sci. 2020. V. 21. P. 973.
Rubinstein I., Staude E., Kedem O. // Desalination. 1988. V. 69. Issue 2. P. 101.
Ibanez R., Stamatialis D.F., Wessling M. // J. Membr. Sci. 2004. V. 239. P. 119.
Akberova E.M., Vasil’eva V.I. // Electrochem. Commun. 2020. V. 111. 106659.