ВЛИЯНИЕ ДИСПЕРСНОСТИ СУЛЬФОКАТИОНООБМЕННИКА ГЕТЕРОГЕННЫХ МЕМБРАН НА РАЗВИТИЕ ДИФФУЗИОННЫХ ПОГРАНИЧНЫХ СЛОЕВ ПРИ ИНТЕНСИВНЫХ ТОКОВЫХ РЕЖИМАХ
Ключевые слова:
гетерогенная сульфокатионообменная мембрана, неоднородность поверхности, диффузионный пограничный слой, электроконвективная нестабильность, сверхпредельные токовые режимы.
Аннотация
Электрическая неоднородность поверхности гетерогенных инообменных мембран Ralex CM Pes (MEGA a.s., Чехия) при варьировании времени измельчения ионообменника определяет интенсивность электроконвективного перемешивания раствора на межфазной границе и параметры диффузионных слоев. С ростом времени измельчения частиц ионообменника установлено увеличение степени дисперсности, уменьшение величины шага электрической неоднородности (суммарного размера проводящей и непроводящей фаз) поверхности, доли макропор и сглаживание микрорельефа гетерогенных сульфокатинообменных мембран. С ростом времени измельчения ионообменника от 5 до 80 мин установлено снижение скачка потенциала мембраны в полтора раза, при котором начинается уменьшение эффективной толщины диффузионного слоя. Выявлена общая тенденция снижения общей и эффективной толщин диффузионного слоя с уменьшением шага электрической неоднородности поверхности мембран.
Работа выполнена при поддержке гранта Президента Российской Федерации МК-925.2018.3.
Авторы выражают благодарность компании «Mega» a.s. (Чешская Республика) и г-ну Новаку Л. за предоставленные экспериментальные мембраны Ralex CM Pes.
Микрофотографии и АСМ-изображения поверхности мембран получены на оборудовании Центра коллективного пользования Воронежского государственного университета. URL: http://ckp.vsu.ru.
Скачивания
Данные скачивания пока не доступны.
Литература
1. Peers A. M. Discuss. Faraday Soc., 1956, vol. 21, pp. 124-125. DOI: 10.1039/DF9562100117
2. Newman J., Thomas-Alyea K. E. Electrochemical Systems. New York, John & Sons, 2004, 672 p.
3. Urtenov M. A.-Kh., Kirillova E. V., Seidova N. M., Nikonenko V. V. J. Phys. Chem. B, 2007, vol. 111, no. 51, pp. 14208-14222. DOI: 10.1021/jp073103d
4. Kozmai A. E., Nikonenko V. V., Pismenskaya N. D., Pryakhina O. D., Sistat P., Pourcelly G. Russ. J. Electrochem., 2010, vol. 46, no. 12, pp. 1383-1389. DOI: 10.1134/S1023193510120074
5. Larchet C., Nouri S., Auclair B., Dammak L., Nikonenko V., Adv. Colloid Interface Sci., 2008, vol. 139, pp. 45-61. DOI: 10.1016/j.cis.2008.01.007
6. Sistat P., Kozmai A., Pismenskaya N., Larchet C., Pourcelly G., Nikonenko V. Electrochim. Acta, 2008, vol. 53, no. 22, pp. 6380-6390. DOI: 10.1016/j.electacta.2008.04.041
7. Mareev S. A., Kozmay A. E., Pismenskaya N. D., Nikonenko V. V. Kondensirovannyye sredy i mezhfaznye granitsy [Condensed Matter And Interphases], 2011, vol. 13, no. 2, pp. 172-177. Available at: http://www.kcmf.vsu.ru/resources/t_13_2_2011_009.pdf (in Russ.)
8. Vasil’eva V. I., Shaposhnik V. A., Grigorchuk O. V. Russ. J. Electrochem., 2001, vol. 37, no. 11. pp. 1164-1171. DOI: 10.1023/A:1012763531803
9. Grigorchuk O. V., Vasil’eva V. I., Shaposhnik V. A. Desalination, 2005, vol. 184, pp. 431-438. DOI: 10.1016/j.desal.2005.03.048
10. Shaposhnik V. A., Vasil’eva V. I., Grigorchuk O. V. Russ. J. Electrochem., 2006, vol. 42, no. 11, pp. 1202-1207. DOI: 10.1134/S1023193506110061
11. Vasil'eva V. I. Vestnik VGU, seriya: Khimiya. Biologiya. Farmatsiya [Proceedings of Voronezh State University. Series: Chemistry. Biology. Pharmacy], 2007, no. 1, pp. 359-379. (in Russ.)
12. Urtenov M. K., Uzdenova A. M., Kovalenko A. V., Nikonenko V. V., Pismenskaya N. D., Vasil’eva V. I., Sistat P., Pourcelly G. J. Membr. Sci., 2013, vol. 447, pp. 190-202. DOI: 10.1016/j.memsci.2013.07.033
13. Nikonenko V. V., Vasil'eva V. I., Akberova E. M., Uzdenova A. M., Urtenov M. K., Kovalenko A. V., Pismenskaya N. P., Mareev S. A., Pourcelly G. Adv. Colloid Interface Sci., 2016, vol. 235, pp. 233-246. DOI: 10.1016/j.cis.2016.06.014
14. Pérez-Herranz V., Guiñón J. L., García-Antón J. J. Applied Electrochem, 2000, vol. 30, iss. 7, pp. 809-816. DOI: 10.1023/A:100402242
15. Shahi V. K., Thampy S. K., Rangarajan R. Desalination, 2001, vol. 133, pp. 245-258. DOI: 10.1016/S0011-9164(01)00105-9
16. Vasil’eva V. I., Shaposhnik V. A., Grigorchuk O. V., Malykhin M. D. Russ. J. Electrochem, 2002, vol. 38, no. 8. pp. 846-852. DOI: 10.1023/A:1016809727673
17. Pawlowski S., Sistat Ph., Crespo J. G., Velizarov S. J. Membr. Sci., 2014, vol. 471, pp. 72-83. DOI: 10.1016/j.memsci.2014.07.075
18. Shaposhnik V. A., Vasil'eva V. I., Grigorchuk O. V. Adv. Colloid Interface Sci., 2008, vol. 139, pp. 74-82. DOI: 10.1016/j.cis.2008.01.008
19. Tadimeti J. G. D., Kurian V., Chandra A., Chattopadhyay S. J. Membr. Sci., 2016, vol. 499, pp. 418–428. DOI: 10.1016/j.memsci.2015.11.001
20. Gnusin N. P., Zabolotskiy V. I., Pismenskiy V. F., Litvinov S. P. Zhurn. prikl. khimii [Journal Applied Chemistry], 1979, vol. 52, pp. 1053-1058. (in Russ.)
21. Akberova E. M. Condensed Matter And Interphases, 2017, vol. 19, no. 3, pp. 314-320. Available at: http://www.kcmf.vsu.ru/resources/t_19_3_2017_001.pdf (in Russ.)
22. Berezina N. P., Kononenko N. A., Dvorkina G. A, Shel'deshov N. V. Fiziko-khimicheskiye svoystva ionoobmennykh materialov [Physico-Chemical Properties of Ion-Exchange Materials]. Krasnodar: Izd-vo Kuban. gos. un-ta Publ., 1999, 82 p. (in Russ.)
23. Vasil’eva V. I., Shaposhnik V. A., Grigorchuk O. V., Petrunya I. P. Desalination, 2006, vol. 192, no. 1-3, pp. 408-414. DOI: 10.1016/j.desal.2005.06.055
24. Vasil’eva V., Zhiltsova A., Shaposhnik V., Zabolotsky V., Lebedev K., Malykhin M. “Ion Transport in Organic and Inorganic Membranes”. Proceedings of Intern. Conf., 28 May-2 June, 2012, Krasnodar, 2012, pp. 233-235.
25. Vasil’eva V. I., Akberova E. M., Zabolotskii V. I. Russ. J. Electrochem., 2017, vol. 53, no. 4, pp. 398-410. DOI: 10.1134/S1023193517040127
26. Akberova E. M., Vasil’eva V. I., Malykhin M.D. Condensed Matter and Interphases, 2015, vol. 17, no. 3, pp. 273-280. Available at: http://www.kcmf.vsu.ru/resources/t_17_3_2015_002.pdf (in Russ.)
27. Nikonenko V. V., Mareev S. A., Pis’menskaya N. D., Uzdenova A. M., Kovalenko A. V., Urtenov M. Kh., Pourcelly G. Russ. J. Electrochem., 2017, vol. 53, no. 10, pp. 1122-1144. DOI: 10.1134/S1023193517090099
28. Maletzki F., Rosler H.-W., Staude E. J. J. Membr. Sci., 1992, vol. 71, pp. 105-116. DOI: 10.1016/0376-7388(92)85010-G
29. Pismenskaya N. D., Nikonenko V. V., Belova E. I., Lopatkova G. Yu., Sistat Ph., Pourcelly G., Larshe K. Russ. J. Electrochem., 2007, vol. 43, no. 3, pp. 307-327. DOI: 10.1134/S102319350703010X
30. Vasil’eva V. I., Akberova E. M., Zhiltsova A. V., Chernykh E. I., Sirota E. A., Agapov B. L. J. Surface Investigation. Xray, Synchrotron and Neutron Techniques, 2013, vol. 7, no. 5, pp. 833-840. DOI:10.1134/S1027451013050194
31. Pismenskaya N. D., Akberova E. M., Nebavskaya K. A. Russ. J. Phys. Chem. A, 2014, vol. 88, no. 8, pp. 1293-1299. DOI:10.1134/S0036024414080317
32. Sirota E. A., Kranina N. A., Vasil’eva V. I., Malykhin M. D., Selemenev V. F. Vestnik VGU, seriya: Khimiya. Biologiya. Farmatsiya [Proceedings of Voronezh State University. Series: Chemistry. Biology. Pharmacy], 2011, no. 2, pp. 53-59. Available at: http://www.vestnik.vsu.ru/program/view/view.asp?sec=chembio&year=2011&num=02&f_name=2011-02-08 (in Russ.)
33. Vasil'eva V. I., Zhiltsova A. V., Akberova E. M., Fataeva А. I. Kondensirovannyye sredy i mezhfaznye granitsy [Condensed Matter And Interphases], 2014, vol. 16, no. 3, pp. 257-261. Available at: http://www.kcmf.vsu.ru/resources/t_16_3_2014_003.pdf (in Russ.)
2. Newman J., Thomas-Alyea K. E. Electrochemical Systems. New York, John & Sons, 2004, 672 p.
3. Urtenov M. A.-Kh., Kirillova E. V., Seidova N. M., Nikonenko V. V. J. Phys. Chem. B, 2007, vol. 111, no. 51, pp. 14208-14222. DOI: 10.1021/jp073103d
4. Kozmai A. E., Nikonenko V. V., Pismenskaya N. D., Pryakhina O. D., Sistat P., Pourcelly G. Russ. J. Electrochem., 2010, vol. 46, no. 12, pp. 1383-1389. DOI: 10.1134/S1023193510120074
5. Larchet C., Nouri S., Auclair B., Dammak L., Nikonenko V., Adv. Colloid Interface Sci., 2008, vol. 139, pp. 45-61. DOI: 10.1016/j.cis.2008.01.007
6. Sistat P., Kozmai A., Pismenskaya N., Larchet C., Pourcelly G., Nikonenko V. Electrochim. Acta, 2008, vol. 53, no. 22, pp. 6380-6390. DOI: 10.1016/j.electacta.2008.04.041
7. Mareev S. A., Kozmay A. E., Pismenskaya N. D., Nikonenko V. V. Kondensirovannyye sredy i mezhfaznye granitsy [Condensed Matter And Interphases], 2011, vol. 13, no. 2, pp. 172-177. Available at: http://www.kcmf.vsu.ru/resources/t_13_2_2011_009.pdf (in Russ.)
8. Vasil’eva V. I., Shaposhnik V. A., Grigorchuk O. V. Russ. J. Electrochem., 2001, vol. 37, no. 11. pp. 1164-1171. DOI: 10.1023/A:1012763531803
9. Grigorchuk O. V., Vasil’eva V. I., Shaposhnik V. A. Desalination, 2005, vol. 184, pp. 431-438. DOI: 10.1016/j.desal.2005.03.048
10. Shaposhnik V. A., Vasil’eva V. I., Grigorchuk O. V. Russ. J. Electrochem., 2006, vol. 42, no. 11, pp. 1202-1207. DOI: 10.1134/S1023193506110061
11. Vasil'eva V. I. Vestnik VGU, seriya: Khimiya. Biologiya. Farmatsiya [Proceedings of Voronezh State University. Series: Chemistry. Biology. Pharmacy], 2007, no. 1, pp. 359-379. (in Russ.)
12. Urtenov M. K., Uzdenova A. M., Kovalenko A. V., Nikonenko V. V., Pismenskaya N. D., Vasil’eva V. I., Sistat P., Pourcelly G. J. Membr. Sci., 2013, vol. 447, pp. 190-202. DOI: 10.1016/j.memsci.2013.07.033
13. Nikonenko V. V., Vasil'eva V. I., Akberova E. M., Uzdenova A. M., Urtenov M. K., Kovalenko A. V., Pismenskaya N. P., Mareev S. A., Pourcelly G. Adv. Colloid Interface Sci., 2016, vol. 235, pp. 233-246. DOI: 10.1016/j.cis.2016.06.014
14. Pérez-Herranz V., Guiñón J. L., García-Antón J. J. Applied Electrochem, 2000, vol. 30, iss. 7, pp. 809-816. DOI: 10.1023/A:100402242
15. Shahi V. K., Thampy S. K., Rangarajan R. Desalination, 2001, vol. 133, pp. 245-258. DOI: 10.1016/S0011-9164(01)00105-9
16. Vasil’eva V. I., Shaposhnik V. A., Grigorchuk O. V., Malykhin M. D. Russ. J. Electrochem, 2002, vol. 38, no. 8. pp. 846-852. DOI: 10.1023/A:1016809727673
17. Pawlowski S., Sistat Ph., Crespo J. G., Velizarov S. J. Membr. Sci., 2014, vol. 471, pp. 72-83. DOI: 10.1016/j.memsci.2014.07.075
18. Shaposhnik V. A., Vasil'eva V. I., Grigorchuk O. V. Adv. Colloid Interface Sci., 2008, vol. 139, pp. 74-82. DOI: 10.1016/j.cis.2008.01.008
19. Tadimeti J. G. D., Kurian V., Chandra A., Chattopadhyay S. J. Membr. Sci., 2016, vol. 499, pp. 418–428. DOI: 10.1016/j.memsci.2015.11.001
20. Gnusin N. P., Zabolotskiy V. I., Pismenskiy V. F., Litvinov S. P. Zhurn. prikl. khimii [Journal Applied Chemistry], 1979, vol. 52, pp. 1053-1058. (in Russ.)
21. Akberova E. M. Condensed Matter And Interphases, 2017, vol. 19, no. 3, pp. 314-320. Available at: http://www.kcmf.vsu.ru/resources/t_19_3_2017_001.pdf (in Russ.)
22. Berezina N. P., Kononenko N. A., Dvorkina G. A, Shel'deshov N. V. Fiziko-khimicheskiye svoystva ionoobmennykh materialov [Physico-Chemical Properties of Ion-Exchange Materials]. Krasnodar: Izd-vo Kuban. gos. un-ta Publ., 1999, 82 p. (in Russ.)
23. Vasil’eva V. I., Shaposhnik V. A., Grigorchuk O. V., Petrunya I. P. Desalination, 2006, vol. 192, no. 1-3, pp. 408-414. DOI: 10.1016/j.desal.2005.06.055
24. Vasil’eva V., Zhiltsova A., Shaposhnik V., Zabolotsky V., Lebedev K., Malykhin M. “Ion Transport in Organic and Inorganic Membranes”. Proceedings of Intern. Conf., 28 May-2 June, 2012, Krasnodar, 2012, pp. 233-235.
25. Vasil’eva V. I., Akberova E. M., Zabolotskii V. I. Russ. J. Electrochem., 2017, vol. 53, no. 4, pp. 398-410. DOI: 10.1134/S1023193517040127
26. Akberova E. M., Vasil’eva V. I., Malykhin M.D. Condensed Matter and Interphases, 2015, vol. 17, no. 3, pp. 273-280. Available at: http://www.kcmf.vsu.ru/resources/t_17_3_2015_002.pdf (in Russ.)
27. Nikonenko V. V., Mareev S. A., Pis’menskaya N. D., Uzdenova A. M., Kovalenko A. V., Urtenov M. Kh., Pourcelly G. Russ. J. Electrochem., 2017, vol. 53, no. 10, pp. 1122-1144. DOI: 10.1134/S1023193517090099
28. Maletzki F., Rosler H.-W., Staude E. J. J. Membr. Sci., 1992, vol. 71, pp. 105-116. DOI: 10.1016/0376-7388(92)85010-G
29. Pismenskaya N. D., Nikonenko V. V., Belova E. I., Lopatkova G. Yu., Sistat Ph., Pourcelly G., Larshe K. Russ. J. Electrochem., 2007, vol. 43, no. 3, pp. 307-327. DOI: 10.1134/S102319350703010X
30. Vasil’eva V. I., Akberova E. M., Zhiltsova A. V., Chernykh E. I., Sirota E. A., Agapov B. L. J. Surface Investigation. Xray, Synchrotron and Neutron Techniques, 2013, vol. 7, no. 5, pp. 833-840. DOI:10.1134/S1027451013050194
31. Pismenskaya N. D., Akberova E. M., Nebavskaya K. A. Russ. J. Phys. Chem. A, 2014, vol. 88, no. 8, pp. 1293-1299. DOI:10.1134/S0036024414080317
32. Sirota E. A., Kranina N. A., Vasil’eva V. I., Malykhin M. D., Selemenev V. F. Vestnik VGU, seriya: Khimiya. Biologiya. Farmatsiya [Proceedings of Voronezh State University. Series: Chemistry. Biology. Pharmacy], 2011, no. 2, pp. 53-59. Available at: http://www.vestnik.vsu.ru/program/view/view.asp?sec=chembio&year=2011&num=02&f_name=2011-02-08 (in Russ.)
33. Vasil'eva V. I., Zhiltsova A. V., Akberova E. M., Fataeva А. I. Kondensirovannyye sredy i mezhfaznye granitsy [Condensed Matter And Interphases], 2014, vol. 16, no. 3, pp. 257-261. Available at: http://www.kcmf.vsu.ru/resources/t_16_3_2014_003.pdf (in Russ.)
Опубликован
2018-09-11
Как цитировать
Akberova, E. M., Kostylev, D. V., & Vasil’eva, V. I. (2018). ВЛИЯНИЕ ДИСПЕРСНОСТИ СУЛЬФОКАТИОНООБМЕННИКА ГЕТЕРОГЕННЫХ МЕМБРАН НА РАЗВИТИЕ ДИФФУЗИОННЫХ ПОГРАНИЧНЫХ СЛОЕВ ПРИ ИНТЕНСИВНЫХ ТОКОВЫХ РЕЖИМАХ. Конденсированные среды и межфазные границы, 20(3), 354-363. https://doi.org/10.17308/kcmf.2018.20/572
Выпуск
Раздел
Статьи
