Влияние поверхностной модификации оксидом церия на транспортные свойства гетерогенных анионообменных мембран МА-41

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Проведена поверхностная модификация гетерогенных анионообменных мембран МА-41 частицами оксида церия, в том числе с функционализированной фосфорнокислотными группами поверхностью. Полученные композиционные мембраны были охарактеризованы методами РЭМ, ТГА, ИК-спектроскопии, вольтамперометрии. Для мембран в различных ионных формах определены их проводимость, числа переносов анионов, а также коэффициенты избирательной проницаемости одно- и двухзарядных анионов в процессе электродиализного обессоливания. Модифицирующий слой из оксида церия практически не меняет проводимость мембран, но увеличивает их селективность к однозарядным анионам. Так, величина коэффициента избирательной проницаемости Р(Cl/SO42–) модифицированной мембраны МА-41 увеличивается от 0.82 до 1.01, а P(NO3/SO42–) от 1.38 до 1.60.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

П. А. Юрова

Институт общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: polina31415@mail.ru
Россия, Москва, 119991

И. А. Стенина

Институт общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова РАН

Email: polina31415@mail.ru
Россия, Москва, 119991

А. Д. Манин

Институт общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова РАН

Email: polina31415@mail.ru
Россия, Москва, 119991

Д. В. Голубенко

Институт общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова РАН

Email: polina31415@mail.ru
Россия, Москва, 119991

А. Б. Ярославцев

Институт общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова РАН

Email: polina31415@mail.ru
Россия, Москва, 119991

Список литературы

  1. Khan M.I., Mondal A.N., Tong B., Jiang C., Emmanuel K., Yang Z., Wu L., Xu T. // Desalination. 2016. V. 391. P. 61.
  2. Goh P.S., Wong K.C., Ismail A.F. // Desalination. 2022. V. 521. P. 115377.
  3. Frioui S., Oumeddour R., Lacour S. // Sep. Purif. Technol. 2017. V. 174. P. 264.
  4. Mir N., Bicer Y. // J. Environ. Manag. 2021. V. 289. P. 112496.
  5. Luo T., Abdu S., Wessling M. // J. Memb. Sci. 2018. V. 555. P. 429.
  6. Mends E.A., Chu P. // J. Environ. Chem. Eng. 2023. V. 11. P. 110710.
  7. Shahrim N.A., Abounahia N.M., El-Sayed A.M.A., Saleem H., Zaidi S.J. // J. Water Process Eng. 2023. V. 51. P. 103479.
  8. Golubenko D.V., Pourcelly G., Yaroslavtsev A.B. // Separation and Purification Technology. 2018. V. 207. P. 329
  9. Russell S.T., Pereira R., Vardner J.T., Jones G.N., Dimarco C., West A.C., Kumar S.K. // Macromolecules. 2020. V. 53. P. 1014.
  10. Liu H., She Q. // J. Memb. Sci. 2022. V. 650. P. 120398.
  11. Singh A.K., Kumar S., Bhushan M., Shahi V. K. // Sep. Purif. Technol. 2020. V. 234. P. 116078.
  12. Reig M., Farrokhzad H., Van der Bruggen B., Gibert O., Cortina J.L. // Desalination. 2015. V. 375. P. 1.
  13. Zhang Y., Wang L., Sun W., Hu Y., Tang H. // J. Ind. Eng. Chem. 2020. V. 81. P. 7.
  14. Roghmans F., Evdochenko E., Martí-Calatayud M.C., Garthe M., Tiwari R., Walther A., Wessling M. // J. Memb. Sci. 2020. V. 600. P. 117854.
  15. Pang X., Tao Y., Xu Y., Pan J., Shen J., Gao C. // J. Memb. Sci. 2020. V. 595. P. 117544.
  16. Lee S., Meng W., Wang Y., Wang D., Zhang M., Wang G., Cheng J., Zhou Y., Qu W. // Ain Shams Eng. J. 2021. V. 12. P. 159.
  17. Thakur A.K., Malmali M. // J. Environ. Chem. Eng. 2022. V. 10. P. 108295.
  18. Akberova E.M., Vasil’eva V.I., Zabolotsky V.I., Novak L. // Membranes. 2019. V. 9. P. 169.
  19. Kononenko N., Nikonenko V., Grande D., Larchet C., Dammak L., Fomenko M., Volfkovich Y. // Adv. Colloid Interface Sci. 2017. V. 246. P. 196.
  20. Güler E., van Baak W., Saakes M., Nijmeijer K. // J. Memb. Sci. 2014. V. 455. P. 254.
  21. Wang C., Pan N., Liao J., Ruan H., Sotto A., Shen J. // ACS Appl. Polym. Mater. 2021. V.3. P. 342.
  22. Manin A., Golubenko D., Novikova S., Yaroslavtsev A. // Membranes. 2023. V. 13. P. 624.
  23. Ge L., Wu B., Yu D., Mondal A.N., Hou L., Afsar N.U., Li Q., Xu T., Miao J., Xu T. // Chin. J Chem. Eng. 2017. V. 25. P. 1606.
  24. Ye B., Liu H., Ye M., Zeng C., Luo H., Liu G., Zhang R., Huang H. // Desalination. 2022. V. 523. P. 115394.
  25. Cohen B., Lazarovitch N., Gilron J. // Desalination. 2018. V. 431. P. 126.
  26. Bakangura E., Wu L., Ge L., Yang Zh., Xu T. // Progr. Polym. Sci. 2016. V. 57. P. 103.
  27. Stenina I.A., Yaroslavtsev A.B. // Membranes. 2021. V. 11. P. 198.
  28. Abdullah R., Astira D., Widyanto A.R., Dharma H.N.C., Hidayat A.R.P., Santoso L., Sulistiono D.O., Rahmawati Z., Gunawan T., Jaafar J., Kusumawati Y., Othman M.H.D., Fansuri H. // Case Stud. Chem. Environ. Eng. 2023. V. 8. P. 100485.
  29. Kurian M. // J. Envir. Chem. Eng. 2020. V. 8. P. 104439.
  30. Golubenko D.V., Manin A.D., Wang Y., Xu T., Yaroslavtsev A.B. // Desalination. 2022. 531. P. 115719.
  31. Tinh V.D.C., Kim D. // J. Memb. Sci. 2020, V. 613. P. 118517.
  32. Yurova P.A., Malakhova V.R., Gerasimova E.V., Stenina I.A., Yaroslavtsev A.B. // Polymers. 2021. V. 13. P. 2513.
  33. Berezina N.P., Kononenko N.A., Dyomina O.A., Gnusin N.P. // Adv. Colloid Interface Sci. 2008. V. 139. P. 3.
  34. Воропаева Е.Ю., Сангинов Е.А., Волков В.И., Павлов А.А., Шалимов А.С., Стенина И.А., Ярославцев А.Б. // Журнал неорганической химии. 2008. Т. 53. С. 1643.
  35. Golubenko D.V., Van der Bruggen B., Yaroslavtsev A.B. // J. Appl. Polymer Sci. 2019. P. 48656.
  36. Ковалев Н.В., Карпенко Т.В., Шельдешов Н.В., Заболоцкий В.И. // Мембраны и мембранные технологии. 2021. Т. 11. С. 263.
  37. Pismenskaya N., Rybalkina O., Solonchenko K., Pasechnaya E., Sarapulova V., Wang Y., Jiang C., Xu T., Nikonenko V. // Polymers. 2023. V. 15. P. 2288.
  38. Rybalkina O.A., Sharafan M.V., Nikonenko V.V., Pismenskaya N.D. // J. Memb. Sci. 2022. V. 651. P. 120449.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Схема ячейки для измерения избирательной проницаемости мембран: 1 и 6 – камеры, в которых циркулирует электродный раствор, 2 и 5 – камеры, в которых циркулирует буферный раствор, 3 – камера обессоливания, 4 – камера концентрирования. Исследуемая мембрана находится между камерами 3 и 4. Стрелками обозначены направления потоков растворов, окружности и выступы по бокам обозначают места крепления шлангов для прокачки растворов сквозь ячейку.

Скачать (6KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Фрагменты ИК-спектров полученных композиционных материалов на основе мембраны МА-41 и оксида церия: МА_41 (1), МА_Ce_3 (2), МА_Ce_3_NaP (3).

Скачать (21KB)
Метаданные
4. Рис. 3. РЭМ-изображения (а, в) и распределение церия (б, г) и фосфора (д) по толщине в мембранах МА_Ce_3 (а, б) и МА_Ce_3_NaP (в–д) согласно данным энергодисперсионной рентгеновской спектроскопии.

Скачать (33KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Зависимости проводимости от обратной температуры для полученных мембран в хлоридной (а) и бикарбонатной (б) формах: МА-41 (1), МА_Сe_3 (2), МА_Сe_3_NaP (3), МА_Сe_6 (4), МА_Сe_6_NaP (5).

Скачать (27KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Вольтамперные кривые для мембран, полученных с использованием трех (а) и шести (б) циклов обработки. Обозначения “мод” и “немод” соответствуют тому, какой стороной (модифицированной или немодифицированной) мембрана повернута к обессоливаемому раствору.

Скачать (35KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Коэффициенты избирательной проницаемости полученных мембран для различных пар анионов: Cl/SO42–, NO3/SO42 и Cl/NO3. Обозначения “мод” и “немод” соответствуют тому, какой стороной (модифицированной или немодифицированной) мембрана повернута к обессоливаемому раствору.

Скачать (7KB)
Метаданные
8. Рис. 7. Коэффициенты избирательной проницаемости мембран МА-41 (а) и МА_Ce_6 (б) для различных пар анионов: Cl/NO3 (1), Cl/SO42– (2) и NO3/SO42 (3), определяемые на протяжении 24 ч.

Скачать (29KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024