The Effect of Lactose on the Transport Properties of Ion-Exchange Membranes

N. V. Loza; Лоза Н. В.; N. A. Kutenko; Кутенко Н. А.; M. A. Brovkina; Бровкина М. А.; A. A. Samkov; Самков А. А.; M. N. Kruglova; Круглова М. Н.

doi:10.31857/S2218117223040041

Влияние лактозы на транспортные свойства ионообменных мембран

Авторы: Лоза Н.В.¹, Кутенко Н.А.¹, Бровкина М.А.¹, Самков А.А.¹, Круглова М.Н.¹
Учреждения:
1. ФГБОУ ВО “Кубанский государственный университет”,
Выпуск: Том 13, № 4 (2023)
Страницы: 301-311
Раздел: Статьи
URL: https://bakhtiniada.ru/2218-1172/article/view/138007
DOI: https://doi.org/10.31857/S2218117223040041
EDN: https://elibrary.ru/RTBTEC
ID: 138007

Цитировать

Полный текст

Аннотация
Об авторах
Список литературы
Дополнительные файлы
Статистика

Аннотация

Изучено влияние лактозы на основные транспортные характеристики ионообменных мембран, в том числе катионообменных мембран, поверхностно модифицированных полианилином. Обнаружено в разной степени выраженное положительное влияние модифицирования полианилином мембран МК-40 и Ralex CMHPES на их биообрастание клетками культур Bacillus sp. или Shewanella oneidensis MR-1, что обусловлено разной площадью проводящей поверхности этих мембран. Выявлено, что присутствие в растворе лактозы приводит к снижению удельной электропроводности всех исследованных мембран, однако наиболее существенно эффект проявляется для мембраны МК-40, модифицированной полианилином: ее электропроводность, снижается на 15–25%. Диффузионная проницаемость анионообменных и исходных катионообменных мембран слабо зависит от присутствия лактозы в растворе, однако в случае модифицированных полианилином катионообменных мембран наблюдается ее снижение в 2–2.5 раза. Обнаружено существенное влияние лактозы на вольтамперные характеристики анионообменных мембран, что указывает существенную адсорбцию лактозы на их поверхности в условиях внешнего постоянного электрического поля. Показано, что ионообменные мембраны остаются достаточно эффективными для электродиализа растворов молочной сыворотки, однако более эффективным будет их использование в допредельных токовых режимах.

Ключевые слова

: ионообменная мембрана, полианилин, лактоза, диффузионная проницаемость, удельная электропроводность, вольтамперная характеристика, биообрастание, Bacillus, Shewanella

Список литературы

Wang Y., Jiang C., Bazinet L., Xu T. // Elsevier Inc. 2018. ISBN 9780128150566.
Chen G.Q., Eschbach F.I.I., Weeks M., Gras S.L., Kentish S.E. // Sep. Purif. Technol. 2016. V. 158. P. 230.
Wang Z., He P., Zhang H., Zhang N., Lü F. // Chem. Eng. J. 2022. V. 446. P. 136996.
Pelletier S., Serre É., Mikhaylin S., Bazinet L. // Sep. Purif. Technol. 2017. V. 186. P. 106.
Serre E., Rozoy E., Pedneault K., Lacour S., Bazinet L. // Sep. Purif. Technol. 2016. V. 163. P. 228.
Chen G.Q., Talebi S., Gras S.L., Weeks M., Kentish S.E. // J. Environ. Manage. 2018. V. 224. P. 406.
Faucher M., Perreault V., Ciftci O.N., Gaaloul S., Bazinet L. // Futur. Foods. 2021. V. 4. P. 100 052.
Merkel A., Vavro M., Ondrušek M., Voropaeva D., Yaroslavtsev A., Dvořák L., Stulac M., Bauer S.A.W. // Int. Dairy J. 2021. V. 121. P. 105 102.
Ozel B., McClements D.J., Arikan C., Kaner O., Oztop M.H. // Food Res. Int. 2022. V. 160. P. 111682.
Blaschek K.M., Wendorff W.L., Rankin S.A. // J. Dairy Sci. 2007. V. 90. P. 2029.
Fidaleo M., Moresi M. // Adv. Food Nutr. Res. 2006. V. 51. P. 265.
Persico M., Bazinet L. // J. Memb. Sci. 2018. V. 549. P. 486.
Апель П.Ю., Велизаров С., Волков А.В., Елисеева Т.В., Никоненко В.В., Паршина А.В., Письменская Н.Д., Попов К.И., Ярославцев А.Б. // Мембраны и мембранные технологии. 2022. Т. 12. № 2. С. 81.
Ruiz B., Sistat P., Huguet P., Pourcelly G., Araya-Farias M., Bazinet L. // J. Memb. Sci. 2007. V. 287. P. 41.
Mikhaylin S., Nikonenko V., Pourcelly G., Bazinet L. // Green Chem. 2015. V. 18. P. 307.
Šímová H., Kysela V., Černín A. // Desalin. Water Treat. 2010. V. 14. P. 170.
Dufton G., Mikhaylin S., Gaaloul S., Bazinet L. // J. Dairy Sci. 2018. V. 101. P. 7833.
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.
Butylskii D.Y., Troitskiy V.A., Sharafan M.V., Pismenskaya N.D., Nikonenko V.V. // Desalination. 2022. V. 537. P. 115 821.
Харина А.Ю., Чарушина О.Е., Елисеева Т.В. // Мембраны и мембранные технологии. 2022. Т. 12. № 2. С. 145.
Gallarato L.A., Mulko L.E., Dardanelli M.S., Barbero C.A., Acevedo D.F., Yslas E.I. // Colloids Surf. B. 2017. V. 150. P. 1.
Gizdavic-Nikolaidis M.R., Bennett J.R., Swift S., Easteal A.J., Ambrose M. // Acta Biomater. 2011. V. 7. P. 4204.
Gizdavic-Nikolaidis M.R., Pagnon J.C., Ali N., Sum R., Davies N., Roddam L.F., Ambrose M. // Colloids Surf. B. 2015. V. 136. P. 666.
Milakin K.A., Morávková Z., Acharya U., Kašparová M., Breitenbach S., Taboubi O., Hodan J., Hromádková J., Unterweger C., Humpolíček P., Bober P. // Polymer (Guildf). 2021. V. 217. P. 123450.
Yslas E.I., Cavallo P., Acevedo D.F., Barbero C.A., Rivarola V.A. // Mater. Sci. Eng. C. 2015. V. 51. P. 51.
Akberov E.M., Vasil’eva V.I., Zabolotsky V.I., Novak L. // J. Membr. Sci. 2018. V. 566. P. 317.
Заболоцкий В.И., Новак Л., Коваленко А.В., Никоненко В.В., Уртенов М.Х., Лебедев К.А., Бут А.Ю. // Мембраны и мембранные технологии. 2017. Т. 7. № 4. С. 265.
Kononenko N.A., Loza N.V., Shkirskaya S.A., Falina I.V., Khanukaeva D.Y. // J. Solid State Electrochem. 2015. V. 19. P. 2623.
Andreeva M.A., Loza N.V., Pis'menskaya N.D., Dammak L., Larchet C. // Membranes. 2020. V. 10. № 7. 145.
Berezina N.P., Kononenko N.A., Dyomina O.A., Gnusin N.P. // Adv. Colloid Interface Sci. 2008. V. 139. P. 3.
Kravtsov V., Kulikova I., Mikhaylin S., Bazinet L. // J. Food Eng. 2020. V. 277. P. 109891.
Ponomar M., Krasnyuk E., Butylskii D., Nikonenko V., Wang Y., Jiang C., Xu T., Pismenskaya N. // Membranes. 2022. V. 12. Iss. 8. P. 765.
Jamadade V.S., Dhawale D.S., Lokhande C.D. // Synth. Metals. 2010. V. 160. Iss. 9–10. P. 955.
Письменская Н.Д., Мареев С.А., Похидня Е.В., Ларше К., Даммак Л., Никоненко В.В. // Электрохимия. 2019. V. 55. С. 1471.
Garcia-Vasquez W., Dammak L., Larchet C., Nikonenko V., Pismenskaya N., Grande D. // J. Memb. Sci. 2013. V. 446. P. 255.
Persico M., Mikhaylin S., Doyen A., Firdaous L., Hammami R., Bazinet L. // J. Memb. Sci. 2016. V. 520. P. 914.