РЭМ-анализ свойств поверхности экспериментальных сульфокатионообменных мембран Ralex

  • Elmara M. Akberova Воронежский государственный университет, Воронеж
  • Vera I. Vasil’eva Воронежский государственный университет, Воронеж
  • Denis V. Kostylev Воронежский государственный университет, Воронеж
  • Mikhail A. Smagin Воронежский государственный университет, Воронеж
Ключевые слова: растровая электронная микроскопия, гетерогенная ионообменная мембра- на, неоднородность поверхности.

Аннотация

Проведен сравнительный анализ влияния технологии изготовления гетерогенных сульфокатионитовых мембран Ralex CM Pes производства «MEGA» a.s. (Чехия) на структурные свойства их поверхности методом РЭМ. При изготовлении экспериментальных мембран варьировались размеры частиц ионообменника при постоянном объемном соотношении катионита и полиэтилена. Размер частиц сульфокатионообменника изменялся путем использования разного времени его измельчения. С увеличением времени измельчения ионообменника от 5 до 80 мин структура поверхности мембраны становится более однородной вследствие уменьшения размеров частиц ионообменников и расстояния между ними, а также уменьшения доли и размеров дефектов структур. Выявлено уменьшение размеров частиц ионообменников и расстояния между ними более чем в 1.5 раза. Значительно возрастает доля ионообменника с радиусом менее 1 мкм. При этом наблюдается уменьшение доли, а также размеров пор и дефектов структуры в 1.5 раза. Соотношение долей проводящей и непроводящей фаз на поверхности мембраны остается практически постоянным.

Биографии авторов

Elmara M. Akberova, Воронежский государственный университет, Воронеж

Акберова Эльмара Маликовна – к.х.н., ведущий инженер кафедры аналитической химии, Воронежский государственный университет, Воронеж.

Vera I. Vasil’eva, Воронежский государственный университет, Воронеж

Васильева Вера Ивановна – д.х.н., профессор кафедры аналитической химии, Воронежский государственный университет, Воронеж

Denis V. Kostylev, Воронежский государственный университет, Воронеж

Костылев Денис Викторович – студент химического факультета, Воронежский государственный университет, Воронеж

Mikhail A. Smagin, Воронежский государственный университет, Воронеж

Смагин Михаил Алексеевич – аспирант химического факультета, Воронежский государственный университет, Воронеж

Литература

1. Balster J., Yildirim M.H., Stamatialis D.F., Ibanez R. et al., J. Phys. Chem. B, 2007, Vol. 111, pp. 2152-2165. DOI: 10.1021/jp068474t
2. De Valenca J.C., Wagterveld R.M., Lammertink R.G.H., Tsai P.A., Phys. Rev. E, 2015, Vol. 92, Art. no 031003. DOI:
10.1103/PhysRevE.92.031003
3. Wessling M., Morcillo L.G., Abdu S., Sci. Reports, 2014, Vol. 4, p. 4294. DOI:10.1038/srep04294
4. 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
5. Zabolotsky V.I., Novak L., Kovalenko A.V., Nikonenko V.V. et al., Petroleum Chem., 2017, Vol. 57, pp. 779-789. DOI:
10.1134/S0965544117090109
6. Nikonenko V.V., Mareev S.A., Pis’menskaya N.D., Uzdenova A.M. et al., Russ. J. Electrochem., 2017, Vol. 53, pp. 1122-1144. DOI: 10.1134/S1023193517090099
7. Vasil’eva V.I., Akberova E.M., Zabolotskii V.I., Russ. J. Electrochem., 2017, Vol. 53, pp. 398-410. DOI: 10.1134/S1023193517040127
8. Akberova E.M., Vasil’eva V.I., Zabolotsky V.I., Novak L., J. Membr. Sci., 2018, Vol. 566, pp. 317-328. DOI:10.1016/j.memsci.2018.08.042
9. Kamusewitz, H., Schossig-Tiedemann M., Keller M., Paul D., Surf. Sci., 1997, Vol. 377-379, pp. 1076-1081. DOI: 10.1016/S0039-6028(96)01549-X
10.Ghalloussi R., Garcia-Vasquez W., Chaabane L., Dammak L. et al., J. Membr. Sci., 2013, Vol. 436, pp. 68-78. DOI:
10.1016/j.memsci.2013.02.011
11.Vasil’eva V.I., Kranina N.A., Malykhin M.D., Akberova E.M. et al., J. Surf. Investigation. X-ray, Synchrotron and Neutron Techniques, 2013, Vol. 7, pp. 144-153. DOI: 10.1134/S1027451013010321
12.Vasil’eva V.I., Akberova E.M., Zhiltsova A.V., Chernykh E.I. et al., J. Surf. Investigation. X-ray, Synchrotron and Neutron Techniques, 2013, Vol. 7, pp. 833-840. DOI:10.1134/S1027451013050194
13.Martí-Calatayud M.C., Buzzi D.C., García-Gabaldón M., Bernardes A.M. et al., J. Membr. Sci., 2014, Vol. 466, pp. 45-57. DOI:10.1016/j.memsci.2014.04.033
14. Asraf-Snir M., Gilron J., Oren Y., J. Membr. Sci., 2016, Vol. 520, pp. 176–186. DOI:10.1016/j.memsci.2016.07.013
15.Lehmani A., Durand–Vidal S., Turq P., J. Appl. Polym. Sci., 1998, Vol. 68, pp. 503-508. DOI: 10.1002/(SICI)1097-
4628(19980418)68:3<503::AIDAPP16>3.0.CO;2-V
16.Araya-Farias M., Bazinet L., J. Colloid Interface Sci., 2006, Vol. 296, pp. 242-247. DOI: 10.1016/j.jcis.2005.08.040
17.Pismenskaya N.D., Pokhidnia E.V., Pourcelly G. & Nikonenko, V.V., J. Memb. Sci., 2018, Vol. 566, pp. 54-68. DOI:
10.1016/j.memsci.2018.08.055
18.Vasil’eva V.I., Akberova E.M., Goleva E.A., Yatsev A.M. et al., J. Surf. Investigation. X-ray, Synchrotron and Neutron Techniques, 2017, Vol. 11, No 2, pp. 49-56. DOI:10.1134/S1027451017020367
19.Zhao Zh., Shia Sh., Cao H., Shan B. et. al., Desalination, 2018, Vol. 428, pp. 199-206. DOI: 10.1016/j.desal.2017.11.021
20.Belashova E., Mikhaylin S., Pismenskaya N., Nikonenko V. et. al., Sep. Purif. Techn., 2017, Vol. 189, pp. 441-448. DOI: 10.1016/j.seppur.2017.08.045
21.Butylskii, D.Y., Mareev, S.A., Nikonenko, V.V., Pismenskaya, N.D. et. al., Petroleum Chem., Vol. 56, pp. 1006-1013. DOI: 10.1134/S0965544116110037
22.Volodina E., Pismenskaya N., Nikonenko V., Larchet C. et. al., J. Colloid Interface Sci., 2005, Vol. 285, pp. 247–258. DOI: 10.1016/j.jcis.2004.11.017
23.Vasil’eva V. I., 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
24.Vasil'eva V.I., Akberova E.M., Shaposhnik V.A., Malykhin M.D., Russ. J. Electrochem, 2014, Vol. 50, pp. 789-797. DOI: 10.1134/S102319351408014X
25.Website of MEGA a.s. Available at: https://www.mega.cz/membranes/ (accessed 20.09.2019)
26.Berezina N.P., Kononenko N.A., Dvorkina G.A, Shel'deshov N.V. Fiziko-khimicheskiye svoystva ionoobmennykh materialov. Krasnodar, Izd-vo Kuban. gos. un-ta, 1999, 82 p.27.Reed S. J. B. Electron Microprobe Analysis and Scanning Electron Microscopy in Geology. Cambridge, UK: Cambridge University Press. 2005. 212 p.
28.Uglov V. V., Koval’ N. N., Kuleshov A. K., Ivanov Yu. F. et. al., J. Surf. Investigation. X-ray, Synchrotron and Neutron Techniques, 2011, No 5, pp. 350-357. DOI: 10.1134/S1027451011040173
29.Sirota E.A., Kranina N.A., Vasil'eva V.I., Malykhin M.D. et al., Vestn. Voronezh. gos. unta. Ser. Khimiya. Biologiya. Farmatsiya, 2011, № 2, pp. 53–59.
30.Otsenka poverkhnostnoy i obyemnoy neodnorodnosti geterogennykh ionoobmennykh membran po elektronno-mikroskopicheskim snimkam: certificate of state registration of a computer program / E.A. Sirota, V.I. Vasil’eva, E.M. Akberova; FSBEE HPE VSU. No 2012617310 29.08.2012; registered 26.10.2012. 2 p.
31.Taylor J. An introduction to error analysis. California, USA: University Science Books, 1982. 327 p.
32.Vasil’eva V. I., Zhil’tsova A. V., Akberova E. M., Fataeva A. I. Condensed Matter and Interphases, 2014, Vol. 16, No. 3, pp. 257–261.
33.Melnikov S., Loza S., Sharafan M., Zabolotskiy V., Separ. Purif. Technol., 2015, Vol. 157, pp. 179-191. DOI:10.1016/j.seppur.2015.11.025
34.Svoboda M., Slouka Z., Schrott W., Šnita D., Microelectronic Engineering, 2009, Vol. 86, pp. 1371-1374. DOI:10.1016/j.mee.2009.01.019
Опубликован
2019-10-30
Как цитировать
Akberova, E., Vasil’eva, V., Kostylev, D., & Smagin, M. (2019). РЭМ-анализ свойств поверхности экспериментальных сульфокатионообменных мембран Ralex. Сорбционные и хроматографические процессы, 19(5), 557-565. https://doi.org/https://doi.org/10.17308/sorpchrom.2019.19/1170