СУММАРНЫЕ И ПАРЦИАЛЬНЫЕ ВОЛЬТАМПЕРНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ АНИОНООБМЕННЫХ МЕМБРАН В РАСТВОРАХ NaCl И NaH2PO4

Ksenia А. Tsygurina; Olesya А. Rybalkina; Ekaterina D. Melnikova; Natalia D. Pismenskaya

doi:10.17308/kcmf.2017.19/241

Ksenia А. Tsygurina Цыгурина Ксения Алексеевна – магистрант, Кубанский государственный университет; тел.: (861) 2199573, e-mail: nepovinovenie@bk.ru
Olesya А. Rybalkina Рыбалкина Олеся Алексеевна – магистрант, лаборант кафедры физическая химия, Кубанский государственный университет; тел.: (861) 2199573, e-mail: olesia93rus@mail.ru
Ekaterina D. Melnikova Мельникова Екатерина Дмитриевна – к. х. н., с. н. с., Кубанский государственный университет; тел.: (861) 2199573, e-mail: ekaterinabelashova23@gmail.ru
Natalia D. Pismenskaya Письменская Наталья Дмитриевна – д. х. н., профессор кафедры физической химии, Кубанский государственный университет; тел.: (861) 2199573; e-mail: n_pismen@mail.ru

DOI: https://doi.org/10.17308/kcmf.2017.19/241

Ключевые слова: электродиализ, анионообменная мембрана, амфолиты, суммарные и парциальные вольтамперные характеристики

Аннотация

Данная работа направлена на изучение механизмов переноса амфолитов в каналах обессоливания электродиализаторов. Объектом исследования является гомогенная анионообменная мембрана АХ, которая находится в 0.02 М растворе NaH2PO4. В результате реакций протонирования-депротонирования аниона дигидрофосфата он может трансформироваться в анионы гидрофосфата и фосфата с образованием протонов и ионов гидроксила, которые могут принимать участие в переносе заряда в системе AX/NaH2PO4. Мы предлагаем достаточно простую методику, которая позволяет определить парциальные токи и числа переноса противоионов через анионообменную мембрану, а также оценить количество протонов, поступающих от границы этой мембраны в канал обессоливания электродиализатора в допредельных и сверхпредельных токовых режимах. С помощью этой методики показано, что трансформация в мембране однозарядных анионов H2PO4– сначала в двухзарядные HPO42–, а затем в трехзарядные PO43– ионы является причиной отличий формы суммарных вольтамперных характеристик по сравнению с получаемыми в растворах NaCl.

Работа выполнена при финансовой поддержке Российского Фонда Фундаментальных Исследований, проект № 16-48-230856рег_а.

Скачивания

Данные скачивания пока не доступны.

Литература

1. Chin J. P., McGrath J. W., Quinn J. P. Curr. Opin. Chem. Biol, 2016, vol. 31, pp. 50-57. DOI: 10.1016/j.cbpa.2016.01.010
2. Duhamel S., Björkman K. M., Repeta D. J., Karl D. M. Prog. Oceanography, 2017, vol. 151, pp. 261-274. DOI: 10.1016/j.pocean.2016.12.007
3. Liu R., Wang Y., Wu G., Luo J., Wang S. Chem. Eng. J., 2017, vol. 322, pp. 224-233. DOI: 10.1016/j.cej.2017.03.149
4. Mondor M., Masse L., Ippersiel D., Lamarche F., Massé D. I. Bioresour. Technol., 2008, vol. 99, no. 15, pp. 7363-7368. DOI: 10.1016/j.biortech.2006.12.039
5. Xie M., Shon H. K., Gray S. R., Elimelech M. Water Res., 2016, vol. 89, pp. 210-221. DOI: 10.1016/j.watres.2015.11.045
6. Viader R. P., Jensen P. E., Ottosen L. M., Ahrenfeldt J., Hauggaard-Nielsen H. Waste Manage., 2017, vol. 60, pp. 211–218. DOI: 10.1016/j.wasman.2016.11.030
7. Tran A. T. K., Zhang Y., Lin J., Mondal P., Ye W., Meesschaert B., Pinoy L., Van der Bruggen B. Sep. Purif. Technol., 2015, vol. 141, pp. 38-47. DOI: 10.1016/j.seppur.2014.11.017
8. Rottiers T., Van der Bruggen B., Pinoy L. J. Membrane Sci., 2017, vol. 541, pp. 550-557. DOI: 10.1016/j.memsci.2017.07.042
9. Couto N., Guedes P., Ferreira A. R., Teixeira M. R., Mateus E. P., Ribeiro A. B. Electrochimica Acta, 2015, vol. 181, pp. 200-207. DOI: 10.1016/j.electacta.2015.04.081
10. Novalin S., Kongbangkerd M., Reisinger S. Sep. Purif. Technol., 2017, vol. 182, pp. 224 – 229. DOI: 10.1016/j.seppur.2017.03.052
11. Lide D. R. CRC Handbook of Chemistry and Physics. CRC Press, New York, 1995.
12. Sarapulova V., Nevakshenova E., Pismenskaya N., Dammak L., Nikonenko V. J. Membrane Sci., 2015, vol. 479, pp. 28-38. DOI: 10.1016/j.memsci.2015.01.015
13. Vasil’eva V. I., Vorob’eva V. I. Russ. J. Phys. Chem. A, 2012, vol. 86, pp. 1852. DOI: 10.1134/S0036024412110271
14. Belashova E. D., Pismenskaya N. D., Nikonenko V. V., Sistat P., Pourcelly G. J. Membr. Sci., 2017, vol. 542, pp. 177–185. DOI: 10.1016/j.memsci.2017.08.002
15. GOST 17553-72. Ion Exchange Vembranes. Methods of Preparation for the Test. Moscow, Publishing House of Standards, 1972, 4 p.
16. Belashova E. D., Melnik N. A., Pismenskaya N. D., Shevtsova K. A., Nebavsky A. V., Lebedev K. A., Nikonenko V. V. Electrochim. Acta, 2012, vol. 59, pp. 412-423. DOI: 10.1016/j.electacta.2011.10.077
17. Pismenskaya N. D., Nikonenko V. V., Belova E. I., Lopatkova G. Yu., Sistat Ph., Pourcelly G., Larchet C. Russ. J. Electrochem., 2007, vol. 43. No. 3. pp. 307-327. DOI: 10.1134/S102319350703010X
18. Sheldeshov N. V., Ganych V. V., Zabolotsky V. I. Russ. J. Electrochem., 1991, vol. 27, no. 10, pp. 1245–1249.
19. Lactionov E. V., Pismenskaya N. D., Nikonenko V. V., Zabolotsky V. I. Desalination, 2002, vol. 152, pp. 101–116. DOI: 10.1016/S0011-9164(02)00988-8
20. Roques H. Fondements Theoriques du Traitment Chimique des Eaux (2 vols). Technique et Documentation, Lavoisier, Paris, 1990.
21. Newman J. S. Electrochemical Systems. New York, Prentice Hall, Englewood Cliffs, 1973, 309 p.
22. Rösler H.-W., Maletzki F., Staude E. J. Membr. Sci., 1992, vol. 72, pp. 171-179. DOI: 10.1016/0376-7388(92)85010-G
23. Krol J. J., Wessling M., Strathmann H. J. Membr. Sci., 1999, vol. 162, pp. 145-154. DOI: 10.1016/S0376-7388(99)00133-7
24. Nikonenko V., Kovalenko A., Urtenov M., Pismenskaya N., Han J., Sistat P., Pourcelly G. Desalination, 2014, vol. 342, pp. 85-106. DOI: 10.1016/j.desal.2014.01.008
25. Nikonenko V. V., Mareev S. A., Pismenskaya N. D., Uzdenova A. M., Kovalenko A. V., Urtenov M. H., Pourcelly G. Russ. J. Electrochem., 2017, vol. 53, no. 10, pp. 1122–1144. DOI: 10.1134/S1023193517090099
26. Kharkats Yu. Sov. Electrochem., 1985,vol. 21, no. 7, pp. 917-920. https://www.scopus.com/inward/record.uri?eid=2-s2.0-0022085954&partnerID=40&md5=b25c1079ed70bec7d092c502fd5c2794
27. Simons R. Nature, 1979, vol. 280, pp. 824-826. DOI: 10.1016/0013-4686(84)87040-1