Вольтамперные характеристики асимметричных биполярных мембран
Ключевые слова:
вольтамперная характеристика, асимметричная биполярная мембрана, поверхностное модифицирование, бислойная мембрана, математическое моделирование.
Аннотация
Разработана математическая модель, описывающая перенос ионов водорода и гидроксила, а
также ионов соли через асимметричные биполярные мембраны. Модель учитывает протекание
замедленной химической реакции – реакции диссоциации воды на границе катионообменного и
анионообменного слоёв. Протекание химической реакции обуславливает возникновение
перенапряжения биполярной области, которое приводит к отклонению формы вольтамперной
характеристики биполярной мембраны от линейной. Экспериментально и теоретически показана
бифункциональность асимметричных биполярных мембран – их способность к одновременному
селективному переносу ионов соли и диссоциации воды. В разбавленных растворах диссоциация
воды на асимметричных биполярных мембранах протекает с высоким выходом по току, а в
концентрированных – наблюдается одновременный перенос как ионов соли, так и продуктов
диссоциации воды
Скачивания
Данные скачивания пока не доступны.
Литература
1. Гребень В.П., Пивоваров Н.Я., Коварский Н.Я., Нефедова Г.З. Влияние природы
ионита на физико-химические свойства биполярных ионообменных мембран //
Журн. физ. химии. 1978. Т. 52. С. 2641-2645.
2. Пурселли Ж. Электродиализ с биполярными мембранами: основы метода,
оптимизация, применение // Электрохимия. 2002. Т. 38. С. 1026-1033.
3. Xu T. Electrodialysis processes with bipolar membranes (EDBM) in environmental
protection — a review // Resources, Conservation and Recycling. 2002. Vol. 37. P. 1-22.
4. El Moussaoui R., Pourcelly G., Maeck M., Hurwitz H.D. et al. Co-ion leakage through
bipolar membranes Influence on I- V responses and water-splitting efficiency // J. Membr.
Sci. 1994. Vol. 90. P. 283-292.
5. Balster J., Sumbharaju R., Srikantharajah S., Pünt I. et al. Asymmetric bipolar
membrane: A tool to improve product purity // J. Membr. Sci. 2007. Vol. 287. P. 246.
6. Zabolotskii V., Sheldeshov N., Melnikov S. Effect of cation-exchange layer thickness
on electrochemical and transport characteristics of bipolar membranes // J. Appl.
Electrochem. 2013. Vol. 43. № 11. P. 1117-1129.
7. Шендрик О.Р. Пономарев М.И., Гребенюк В.Д. Модифицирование
монополярных ионообменных мембран для генерации ионов водорода и гидроксила
// Журн. прикл. химии. 1986. Т. 59. С. 1486-1488.
8. Grossman G. Water dissociation effects in ion transport through composite membrane
// J. Phys. Chem. 1976. Vol. 80. № 14. P. 1616-1625.
9. Mafe S., Manzanares J. A., Ramirez P. Model for ion transport in bipolar membranes
// Phys. Rev. A. 1990. Vol. 42. № 10. P. 6245-6248.
10. Strathmann H, Rapp H.-J., Bauer B., Bell C.M. Theoretical and practical aspects of
preparing bipolar membranes // Desalination. 1993. Vol. 90. P. 303-323.
11. Alcaraz A., Ramirez P., Mafe S., Holdik H. Simple model for AC impedance spectra
in bipolar membranes // J. Phys. Chem. 1996. Vol. 100. P. 15555-15561.
12. Умнов В.В., Шельдешов Н.В., Заболоцкий В.И. Вольтамперная характеристика
области пространственного заряда биполярной мембраны // Электрохимия. 1999.
Т. 35. С. 982-990.
13. Hurwitz H.D., Dibiani R. Experimental and theoretical investigations of steady and
transientstates in systems of ion exchange bipolar membranes // J. Membr. Sci. 2004.
Vol. 228. P. 17-43.
14. Xu T. Effect of asymmetry in a bipolar membrane on water dissociation - a
mathematical analysis // Desalination. 2002. Vol. 150. № 1. P. 65-74.
15. Kovalchuk V.I., Zholkovskij E.K., Aksenenko E.V. etc Ionic transport across bipolar
membrane and adjacent Nernst layers // J. Membr. Sci. 2006. Vol. 284. P. 255-266.
16. Мельников С.С., Заболоцкий В.И., Шельдешов Н.В. Электрохимические
свойства асимметричных биполярных мембран // Конденсированные среды и
межфазные границы. 2010. Т. 12. С. 143-148.
17. Отдел ПТФЭ и перфторированных ионообменных мембран. URL:
http://www.plastpolymer.com/about/science/ionmemb. Дата обращения: 10.06.2014.
18. Heterogenous ion-exchange membranes RALEX. URL:
http://www.mega.cz/heterogenous-ion-exchangemembranes-ralex.html. Дата обращения:
10.06.2014.
19. Zabolotskii V., Sheldeshov N., Melnikov S. Heterogeneous bipolar membranes and
their application in electrodialysis // Desalination. 2014. Vol. 342. P. 183-203.
20. Тимашев С. Ф. О роли температурных и энтропийных факторов в кинетике
мембранных процессов // Докл. АН СССР. 1985. Т. 285. С. 1419-1423.
21. Simons R. Strong electric field effects on proton transfer between membrane-bound
amines and water // Nature. 1979. Vol. 280. P. 824-826.
22. Пивоваров Н. Я. Гетерогенные ионообменные мембраны в электродиализных
процессах. Владивосток Дальнаука. 2001. 112 c.
ионита на физико-химические свойства биполярных ионообменных мембран //
Журн. физ. химии. 1978. Т. 52. С. 2641-2645.
2. Пурселли Ж. Электродиализ с биполярными мембранами: основы метода,
оптимизация, применение // Электрохимия. 2002. Т. 38. С. 1026-1033.
3. Xu T. Electrodialysis processes with bipolar membranes (EDBM) in environmental
protection — a review // Resources, Conservation and Recycling. 2002. Vol. 37. P. 1-22.
4. El Moussaoui R., Pourcelly G., Maeck M., Hurwitz H.D. et al. Co-ion leakage through
bipolar membranes Influence on I- V responses and water-splitting efficiency // J. Membr.
Sci. 1994. Vol. 90. P. 283-292.
5. Balster J., Sumbharaju R., Srikantharajah S., Pünt I. et al. Asymmetric bipolar
membrane: A tool to improve product purity // J. Membr. Sci. 2007. Vol. 287. P. 246.
6. Zabolotskii V., Sheldeshov N., Melnikov S. Effect of cation-exchange layer thickness
on electrochemical and transport characteristics of bipolar membranes // J. Appl.
Electrochem. 2013. Vol. 43. № 11. P. 1117-1129.
7. Шендрик О.Р. Пономарев М.И., Гребенюк В.Д. Модифицирование
монополярных ионообменных мембран для генерации ионов водорода и гидроксила
// Журн. прикл. химии. 1986. Т. 59. С. 1486-1488.
8. Grossman G. Water dissociation effects in ion transport through composite membrane
// J. Phys. Chem. 1976. Vol. 80. № 14. P. 1616-1625.
9. Mafe S., Manzanares J. A., Ramirez P. Model for ion transport in bipolar membranes
// Phys. Rev. A. 1990. Vol. 42. № 10. P. 6245-6248.
10. Strathmann H, Rapp H.-J., Bauer B., Bell C.M. Theoretical and practical aspects of
preparing bipolar membranes // Desalination. 1993. Vol. 90. P. 303-323.
11. Alcaraz A., Ramirez P., Mafe S., Holdik H. Simple model for AC impedance spectra
in bipolar membranes // J. Phys. Chem. 1996. Vol. 100. P. 15555-15561.
12. Умнов В.В., Шельдешов Н.В., Заболоцкий В.И. Вольтамперная характеристика
области пространственного заряда биполярной мембраны // Электрохимия. 1999.
Т. 35. С. 982-990.
13. Hurwitz H.D., Dibiani R. Experimental and theoretical investigations of steady and
transientstates in systems of ion exchange bipolar membranes // J. Membr. Sci. 2004.
Vol. 228. P. 17-43.
14. Xu T. Effect of asymmetry in a bipolar membrane on water dissociation - a
mathematical analysis // Desalination. 2002. Vol. 150. № 1. P. 65-74.
15. Kovalchuk V.I., Zholkovskij E.K., Aksenenko E.V. etc Ionic transport across bipolar
membrane and adjacent Nernst layers // J. Membr. Sci. 2006. Vol. 284. P. 255-266.
16. Мельников С.С., Заболоцкий В.И., Шельдешов Н.В. Электрохимические
свойства асимметричных биполярных мембран // Конденсированные среды и
межфазные границы. 2010. Т. 12. С. 143-148.
17. Отдел ПТФЭ и перфторированных ионообменных мембран. URL:
http://www.plastpolymer.com/about/science/ionmemb. Дата обращения: 10.06.2014.
18. Heterogenous ion-exchange membranes RALEX. URL:
http://www.mega.cz/heterogenous-ion-exchangemembranes-ralex.html. Дата обращения:
10.06.2014.
19. Zabolotskii V., Sheldeshov N., Melnikov S. Heterogeneous bipolar membranes and
their application in electrodialysis // Desalination. 2014. Vol. 342. P. 183-203.
20. Тимашев С. Ф. О роли температурных и энтропийных факторов в кинетике
мембранных процессов // Докл. АН СССР. 1985. Т. 285. С. 1419-1423.
21. Simons R. Strong electric field effects on proton transfer between membrane-bound
amines and water // Nature. 1979. Vol. 280. P. 824-826.
22. Пивоваров Н. Я. Гетерогенные ионообменные мембраны в электродиализных
процессах. Владивосток Дальнаука. 2001. 112 c.
Опубликован
2019-11-19
Как цитировать
Melnikov, S. S., Sheldeshov, N. V., & Zabolotskii, V. I. (2019). Вольтамперные характеристики асимметричных биполярных мембран. Сорбционные и хроматографические процессы, 14(4). извлечено от https://journals.vsu.ru/sorpchrom/article/view/1533
Раздел
Статьи
