Вольтамперометрия и электрохимическая импедансная спектроскопия многослойных ионообменных мембран

Mikhail V. Sharafan; Victor I. Zabolotskii; Stanislav S. Melnikov

Mikhail V. Sharafan Шарафан Михаил Владимирович – доцент, к.х.н., Кубанский государственный университет, Краснодар; тел.: (918) 1359553
Victor I. Zabolotskii Заболоцкий Виктор Иванович — профессор, зав. кафедрой физической химии, Кубанский государственный университет, Краснодар; тел.: (988) 2450407
Stanislav S. Melnikov Мельников Станислав Сергеевич — к.х.н., Кубанский государственный университет, Краснодар; тел.: (961) 5929147

Ключевые слова: вращающийся мембранный диск, частотный спектр импеданса, ионообменная мембрана, вольтамперометрия.

Аннотация

Разработан измерительный комплекс на основе вращающегося мембранного диска (ВМД),
позволяющий наряду с регистрацией вольтамперных характеристик (ВАХ) и эффективных чисел
переноса ионов, измерять частотный спектр электрохимического импеданса многослойных
ионообменных мембран в условиях стабилизированного и контролируемого по толщине
диффузионного слоя. Экспериментально исследован процесс переноса ионов соли и продуктов
диссоциации молекул воды через многослойные ионообменные мембраны в 0,01 М растворе хлорида
натрия. Измерены частотные спектры электрохимического импеданса ассиметричных биполярных
мембран (аБПМ) с толщиной катионообменного слоя (МФ-4СК) 10 и 30 мкм при различной
плотности поляризующего постоянного тока в широком диапазоне скоростей вращения мембранного
диска. Показано, что c увеличением плотности тока спектр импеданса для исследуемых аБПМ
расширяется, а отношение вкладов химической реакции (импеданс Геришера) и
электродиффузионного переноса ионов соли (конечного диффузионного импеданса Варбурга)
сдвигается в сторону химической реакции.

Скачивания

Данные скачивания пока не доступны.

Литература

1.Патент №78577 РФ, МПК G01N 27/40, 27/333 «Устройство для одновременного
измерения вольтамперных характеристик и чисел переноса ионов в
электромембранных системах» Шарафан М.В., Заболоцкий В.И. от 02.06.2008,
опубл. 27.11.2008, Бюл. № 33.
2.Левич В.Г. Физико-химическая гидродинамика М.: Физматгиз, 1959. 700 с.
3.Bard A.J., Faulkner L.R. Electrochemical Methods. Fundamentals and applications /
Second ed., John Wiley&Sons, Inc. New York, 2001. P.161-164.
4.Barsoukov E., Macdonald J.R. Impedance Spectroscopy: Theory, Experiment, and
Applications / John Wiley & Sons. – New York, 2005. 595 pp.
5.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.
6.Патент №142170 РФ, МПК G01N27/40, «Устройство с вращающимся
мембранным диском для изучения электротранспортных характеристик
ионообменных мембран» Шарафан М.В., Заболоцкий В.И. опубл. 20.06.2014.
7.Заболоцкий В. И., Шельдешов Н. В., Шарафан М. В. Исследование
электромассопереноса хлорида натрия через катионообменную мембрану МК-40
методом вращающегося мембранного диска // Электрохимия. 2006. Т.42. №12.
С. 1484-1490.
8.Заболоцкий В. И., Бугаков В. В., Шарафан М. В., Чермит Р. Х. Перенос ионов
электролита и диссоциация воды в анионообменных мембранах при интенсивных
токовых режимах // Электрохимия. 2012. Т.48. №6. С. 721-732.
9.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. 47. № 11. P. 1117-1129.
10. Sistat Ph., Kozmai A., Pismenskaya N., Larchet Ch. et al. Low-frequency impedance
of an ion exchange membrane system // Electrochimica Acta. 2008. № 53. P. 6380-6390.