Цыгурина К.А., Рыбалкина О.А., Мельникова Е.Д., Письменская Н.Д.
СУММАРНЫЕ И ПАРЦИАЛЬНЫЕ ВОЛЬТАМПЕРНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ АНИОНООБМЕННЫХ МЕМБРАН В РАСТВОРАХ NaCl И NaH2PO4

Полный текст:

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 № 16-48-230852 рег_а.

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

Цыгурина Ксения Алексеевна – магистрант, Кубанский государственный университет; тел.: (861) 2199573, e-mail: nepovinovenie@bk.ru

Рыбалкина Олеся Алексеевна – магистрант, лаборант кафедры физическая химия, Кубанский государственный университет; тел.: (861) 2199573, e-mail: olesia93rus@mail.ru

Мельникова Екатерина Дмитриевна – к. х. н., с. н. с., Кубанский государственный университет; тел.: (861) 2199573, e-mail: ekaterinabelashova23@gmail.ru

Письменская Наталья Дмитриевна – д. х. н., профессор кафедры физической химии, Кубанский государственный университет; тел.: (861) 2199573; e-mail: n_pismen@mail.ru

  1. Chin J. P., McGrath J. W., Quinn J. P. // Curr. Opin. Chem. Biol, 2016, vol. 31, pp. 50-57.
  2. Duhamel S., Björkman K. M., Repeta D. J., Karl D. M. // Prog. Oceanography, 2017, vol. 151, pp. 261-274.
  3. Liu R., Wang Y., Wu G., Luo J., Wang S. // Chem. Eng. J., 2017, vol. 322, pp. 224-233.
  4. Mondor M., Masse L., Ippersiel D., Lamarche F., Massé D. I. // Bioresour. Technol., 2008, vol. 99, № 15, pp. 7363-7368.
  5. Xie M., Shon H. K., Gray S. R., Elimelech M. // Water Res., 2016, vol. 89, pp. 210-221.
  6. Viader R. P., Jensen P. E., Ottosen L. M., Ahrenfeldt J., Hauggaard-Nielsen H. // Waste Manage., 2017, vol. 60, pp. 211–218.
  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.
  8. Rottiers T., Van der Bruggen B., Pinoy L. // J. Membrane Sci., 2017, vol. 541, pp. 550-557.
  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.
  10. Novalin S., Kongbangkerd M. Reisinger S. // Sep. Purif. Technol., 2017, vol. 182, pp. 224 – 229.
  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.
  13. Васильева В. И., Воробьева Е. И. // Журн. физ. хим., 2012, т. 86, № 11, с. 1852-1858.
  14.  Belashova E. D., Pismenskaya N. D., Nikonenko V. V., Sistat P., Pourcelly G. // J. Membr. Sci., 2017, vol. 542, pp. 177–185.
  15. ГОСТ 17553-72. Мембраны ионообменные. Методы подготовки к испытанию. М.: Издательство стандартов, 1972, 4 с.
  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.
  17. Письменская Н. Д., Никоненко В. В., Белова Е. И., Лопаткова Г. Ю., Систа Ф., Пурсели Ж., Ларше К. // Электрохимия, 2007, т. 43, № 3, с. 325-345.
  18. Шельдешов Н. В., Ганыч В. В., Заболоцкий В. И. // Электрохимия, 1991, т. 27, № 10, с. 1245–1249.
  19. Lactionov E. V., Pismenskaya N. D., Nikonenko V. V., Zabolotsky V. I. // Desalination, 2002, vol. 152, pp. 101–116.
  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.
  23. Krol J. J., Wessling M., Strathmann H. // J. Membr. Sci., 1999, vol. 162, pp. 145-154.
  24. Nikonenko V., Kovalenko A., Urtenov M., Pismenskaya N., Han J., Sistat P., Pourcelly G. // Desalination, 2014, vol. 342, pp. 85-106.
  25. Никоненко В. В., Мареев С. А., Письменская Н. Д., Узденова А. М., Коваленко А. В., Уртенов М. Х., Пурсели Ж. //Электрохимия, 2017, т. 53, № 10, с. 1266-1289.
  26. Харкац, Ю. И. // Электрохимия, 1985, т. 21, № 7, с. 974-977.
  27. Simons R. // Nature, 1979, vol. 280, pp. 824-826.