Транспортные и структурные характеристики гетерогенных ионообменных мембран с различной дисперсностью ионообменника

В работе изучены структурные и транспортные (электропроводность и диффузионная проницаемость) катионо- и анионообменных мембран с различной дисперсностью частиц ионообменной смолы. Экспериментальные катионообменные мембраны МК-40 и анионообменные мембраны МА-41 с варьируемым размером частиц ионообменной смолы от <20 мкм до <71 мкм были изготовлены на ООО “ИП “Щекиноазот” (Россия). Сравнительный анализ структурных характеристик мембран методом РЭМ выявил анизотропию свойств поверхности и среза. Внутренняя фаза мембраны характеризуется большими величинами доли и размеров ионообменника, макропористости. Проведено сравнение концентрационных зависимостей удельной электропроводности и диффузионной проницаемости экспериментальных мембран. Анализ значений модельных транспортно-структурных параметров показал, что при уменьшении размера частиц ионообменника наблюдается возрастание проводимости гелевой фазы от 0.39 до 0.47 См/м и от 0.15 до 0.26 См/м для катионо- и анионообменных мембран, а также перераспределение путей переноса тока в мембране. Выявлено увеличение вклада переноса по каналу внутреннего равновесного раствора, при этом числа переноса противоионов изменяются незначительно. Информация об изменении структуры транспортных каналов в мембранах с разным размером частиц ионообменника, полученная на основе анализа модельных параметров, согласуется с данными независимых исследований морфологии их поверхности и среза методом РЭМ.

В работе изучены структурные и транспортные (электропроводность и диффузионная проницаемость) катионо- и анионообменных мембран с различной дисперсностью частиц ионообменной смолы. Экспериментальные катионообменные мембраны МК-40 и анионообменные мембраны МА-41 с варьируемым размером частиц ионообменной смолы от <20 мкм до <71 мкм были изготовлены на ООО “ИП “Щекиноазот” (Россия). Сравнительный анализ структурных характеристик мембран методом РЭМ выявил анизотропию свойств поверхности и среза. Внутренняя фаза мембраны характеризуется большими величинами доли и размеров ионообменника, макропористости. Проведено сравнение концентрационных зависимостей удельной электропроводности и диффузионной проницаемости экспериментальных мембран. Анализ значений модельных транспортно-структурных параметров показал, что при уменьшении размера частиц ионообменника наблюдается возрастание проводимости гелевой фазы от 0.39 до 0.47 См/м и от 0.15 до 0.26 См/м для катионо- и анионообменных мембран, а также перераспределение путей переноса тока в мембране. Выявлено увеличение вклада переноса по каналу внутреннего равновесного раствора, при этом числа переноса противоионов изменяются незначительно. Информация об изменении структуры транспортных каналов в мембранах с разным размером частиц ионообменника, полученная на основе анализа модельных параметров, согласуется с данными независимых исследований морфологии их поверхности и среза методом РЭМ.