1. На главную
  2. Электронные версии
  3. Мембраны и мембранные технологии
  4. T. 13, № 3, 2023

Мембраны и мембранные технологии, 2023, T. 13, № 3, стр. 194-204

Модификация мембран Нафион поликатионом в присутствии низших алифатических спиртов и соли

Ю. А. Захарова a, *, В. Г. Сергеев a, **

a Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, Химический факультет
119899 Москва, Россия

* E-mail: zakh@belozersky.msu.ru
** E-mail: sergeyevvg@belozersky.msu.ru

Поступила в редакцию 25.11.2022
После доработки 24.01.2023
Принята к публикации 07.02.2023

Аннотация

Значительное повышение ионной селективности было показано для мембран Нафион, модифицированных подидиаллилдиметиламмоний хлоридом (ПДАДМАХ) в присутствии низших алифатических спиртов и NaCl. Установлено, что введение соли в спирт-содержащие модифицирующие растворы приводит не только к снижению диффузионной проницаемости мембран в отношении ионов ванадила, P, но и к одновременному росту протонной проводимости, σ, примерно в два–три раза по сравнению с мембранами, модифицированными в водно-спиртовых растворах в отсутствие соли. В результате ионная селективность модифицированных мембран, рассчитанная как отношение σ/P, возрастает примерно на 4 порядка по сравнению с исходной мембраной Нафион 112. Обсуждается возможный механизм повышения ионной селективности мембран, модифицированных ПДАДМАХ в водно-спиртовых растворах в присутствии соли.

Ключевые слова: Нафион, мембрана, изопропиловый спирт, ПДАДМАХ, диффузионная проницаемость, протонная проводимость, ионная селективность

Список литературы

  1. Alent’ev A.Yu., Volkov A.V., Vorotyntsev I.V., Maksimov A.L., Yaroslavtsev A.B. // Membranes and Membrane Technologies. 2021. V. 3. P. 255.

  2. Wu J., Dai Q., Zhang H., Li X. // ChemSusChem. 2020.V. 13. P. 3805.

  3. Machado C.A., Brown G.O., Yang R., Hopkins T.E., Pribyl J.G., Epps T.H. // ACS Energy Lett. 2021. V. 6. P. 158.

  4. Mauritz K.A., Moore R.B. // Chem. Rev. // 2004. V. 104. P. 4535.

  5. Gierke T.D., Munn G.E., Wilson F.C. // J Polym. Sci. Polym. Phys. 1981, V. 19. P. 1687.

  6. Shi C., Liu T., Chen W., Cui F., Liu L., Cai Y., Li Y. // Polymer. 2021. V. 213. P. 123224.

  7. Stenina I.A., Yaroslavtsev A.B. // Membranes 2021. V. 11. P. 198.

  8. Апель П.Ю., Бобрешова О.В., Волков А. В., Волков В.В., Никоненко В.В., Стенина И.А., Филиппов А.Н., Ямпольский Ю.П., Ярославцев А.Б. // Мембраны и мембранные технологии, 2019. Т. 9. С. 59.

  9. Yaroslavtsev A.B., Stenina I.A. // Mendeleev Commun. 2021. V. 31. P. 423.

  10. Xiong P., Zhang L., Chen Y., Peng S., Yu G. // Angew. Chem. Int. Ed. 2021. V. 60. P. 2.

  11. Thiam B.G., Vaudreuil S.J. // Electrochem Soc. 2021. V. 168. P. 070553.

  12. Khoiruddin, Ariono D., Subagjo, Wenten I.G. // J. Appl. Polym. Sci. 2017. V. 134. P. 45540.

  13. Amiri H., Khosravi M., Ejeian M., Razmjou A. // Adv. Mater. Technol. 2021. V. 6. P. 2001308.

  14. Прихно И.А., Сафронова Е.Ю., Стенина И.А., Юрова П.А, Ярославцев А.Б. // Мембраны и мембранные технологии. 2020. Т. 10. С. 273.

  15. Yang X.-B., Zhao L., Goh K., Sui X.-L., Meng L.-H., Wang Z.-B. // J. Energy Chem. 2020. V. 41. P. 177.

  16. Hu L., Gao L., Yan X., Zheng W., Dai Y., Hao C., He G. // J. Mater. Chem. A. 2019. V. 7. P. 15 137.

  17. Jeon C., Choi C., Kim H.-T., Seo M. // ACS Appl. Energy Mat. 2020. V. 3. P. 5874.

  18. Xi J., Wu Z., Teng X., Zhao Y., Chen L., Qiu X. // J. Mater. Chem. 2008. V. 18. P. 1232.

  19. Deligoz H., Yilmazturk S., Karaca T., Ozdemir H., Naci Koc S., Oksuzomer F., Durmus A., Gurkaynak M.A. // J. Membr. Sci. 2009. V. 326. P. 643.

  20. Jiang S. P., Liu Z., Tian Z.Q. // Adv. Mater. 2006. V. 18. P. 1068.

  21. Elliotta J.A., Hannaa S., Elliott A.M.S., Cooley G.E. // Polymer. 2001 V. 42. P. 2251.

  22. Pyshkina O.A., Novoscoltseva O.A., Zakharova J.A. // Colloid Polym. Sci. 2019. V. 297. P. 423.

  23. Zakharova J.A., Zansokhova M.F., Karpushkin E.A., Sergeyev V.G. // Mend. Commun. 2021. V. 31. P. 839.

  24. Kasaikin V.A., Litmanovich E.A., Zezin A.B., Kaba-nov V.A. // Doklady Akademii Nauk SSSR. 1999. V. 367. P. 359.

  25. Campbell R.A., Arteta M.Y., Angus-Smyth A., Nylander T., Varga I. // J. Phys. Chem. B. 2011. V. 115. P. 15202.

  26. Pang F.-M., Seng C.-E., Teng T.-T., Ibrahim M.H. // J. Mol. Liq. 2007. V. 136. P. 71.

  27. Zakharova J.A., Novoskoltseva O.A., Pyshkina O.A., Karpushkin E.A., Sergeyev V.G. // Coll. Polym. Sci. 2018. V. 296. P. 835.

  28. Kondratenko M.S., Karpushkin E.A., Gvozdik N.A., Gallyamov M.O., Stevenson K.J., Sergeyev V.G. // J. Power Sources. 2017. V. 340. P. 32.

  29. Bradford M.M. // Anal. Biochem. 1976. V. 72. P. 248.

  30. Katzenberg A., Angulo A., Kusoglu A., Modestino M.A. // Macromolecules. 2021. V. 54. P. 5187.

  31. Saito M., Tsuzuki S., Hayamizu K., Okada T. // J. Phys. Chem. B, V. 110. P. 24410.

  32. Megriche A., Belhadj A., Mgaidi A. // Mediterr. J. Chem. 2012. V. 1. P. 200.

  33. Rabinovich V.A., Chavin Z.Ya. // Short chemical guide, Leningrad, 1978 (in Russian).

  34. Park J.-G., Lee S.-H., Hong Ju-K., Kim T.-G., Busnaina A.A. // J. Electrochem. Soc. 2006. V. 153. P. G811.

  35. Randova A., Hovorka S., Izaґk P., Bartovska L. // J. Electroanal. Chem. 2008. V. 616. P. 117.

  36. Pham T.D., Bui T.T., Nguen V.T., Bui T.K.V., Tran T.T., Pham Q.C., Hoang T.H. // Polymers. 2018. V. 10. P. 220.

  37. Luo Q., Zhang H., Chen J., Qian P., Zhai Y. // J. Memb. Sci. 2008. V. 311. P. 98.

  38. Claesson P. M., Poptoshev E., Blomberg E., Dedinaite A. // Adv. Coll. Interface Sci. 2005. V. 114–115. P. 173.

  39. Shyichuk A., Ziolkowska D., Lamkiewich J. // Spectrosc. Spectr. Anal. 2016. V. 36. P. 583.

  40. Compton S.J., Jones C.G. // Anal. Biochem. 1985. V. 151. P. 369.

  41. Clark S.L., Montague M.F., Hammond P.T. // Macromolecules. 1997. V. 30. P. 7237.

Дополнительные материалы отсутствуют.

Инструменты

следующая статья выпуска предыдущая статья выпуска содержание выпуска

Мембраны и мембранные технологии

Архивы выпусков Информация о журнале Отправить рукопись в журнал