Селективное предельное концентрирование растворов электролитов с одно- и двухзарядными катионами

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Изучено влияние анионообменного слоя сополимера N,N-диаллил-N,N-диметиламмоний хлорида и этилметакрилата на электрохимические свойства гомогенной катионообменной мембраны на основе перфторсульфополимера. Нанесение модифицирующего слоя толщиной 5 мкм на мембрану, толщиной 215 мкм приводит к снижению электропроводности не более чем на 35%, при этом диффузионная проницаемость снижается более чем в 5 раз и перестает зависеть от концентрации.

В ходе тестирования катионообменной и бислойной мембран в процессе предельного концентрирования раствора хлорида натрия достигаются сопоставимые степени концентрирования. Показана эффективность применения бислойной мембраны для селективного предельного электродиализного концентрирования. При концентрировании раствора, содержащего хлориды натрия и кальция в случае использования катионообменной мембраны коэффициент специфической селективной проницаемости P(Na+/Ca2+) составил от 0.5 до 1.2. Использование бислойной мембраны приводит к существенному увеличению коэффициента специфической селективной проницаемости до 1.5–2.7 в зависимости от плотности тока, что позволяет эффективно разделять электролиты, содержащие одно- и двухзарядные катионы.

Об авторах

Н. О. Ковальчук

Кубанский государственный университет; Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М. И. Платова

Автор, ответственный за переписку.
Email: kovol13@yandex.ru
Россия, Краснодар; Новочеркасск

А. А. Миненко

Кубанский государственный университет

Email: kovol13@yandex.ru
Россия, Краснодар

Н. А. Романюк

Кубанский государственный университет

Email: kovol13@yandex.ru
Россия, Краснодар

Н. В. Смирнова

Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М. И. Платова

Email: kovol13@yandex.ru
Россия, Новочеркасск

С. А. Лоза

Кубанский государственный университет

Email: kovol13@yandex.ru
Россия, Краснодар

В. И. Заболоцкий

Кубанский государственный университет

Email: kovol13@yandex.ru
Россия, Краснодар

Список литературы

  1. Al-Amshawee S., Yunus M.Y.B.M., Azoddein A.A.M. et al. // Chem. Eng. J. 2020. V. 380. 122231.
  2. Kabir M.M., Sabur G.M., Akter M.M. et al. // Desalination. 2024. V. 569. 117041.
  3. Shi J., Gong L., Zhang T., Sun S. // Membranes. 2022. V. 12. 767.
  4. Mustafa J., Al-Marzouqi A.H., El-Naas M.H., Ghasem N. // Desalination. 2021. V. 520. 115327.
  5. Turek M. // Desalination. 2003. V. 153. 115327.
  6. AlMadani H.M.N. // Renew. Energy. 2003. V. 28 (12). P. 1915–1924.
  7. Tado K., Sakai F., Sano Y., Nakayama A. // Desalination. 2016. V. 378. P. 60–66.
  8. Yan J., Wang H., Fu R. et al. // Desalination. 2022. V. 531. 115690.
  9. Gurreri L., Tamburini A., Cipollina A., Micale G. // Membranes. 2020. V. 10. 146.
  10. Sun B., Zhang M., Huang S. et al. // Sep. Purif. Technol. 2022. V. 281. 119907.
  11. Li C., Ramasamy D.L., Sillanpää M., Repo E. // Sep. Purif. Technol. 2021. V. 254. 117442.
  12. Kabir M.M., Sabur G.Md., Akter Mst. et al. // Desalination. 2024. V. 569. P. 117041.
  13. Cifuentes L., García I., Arriagada P., Casas J.M. // Sep. Purif. Technol. 2009. V. 68 (1). P. 105–108.
  14. Cerrillo-Gonzalez M. del M., Villen-Guzman. M., Rodriguez-Maroto J.M., Paz-Garcia J.M. // Metals. 2024. V. 14. 134857.
  15. Juve J.-M.A., Christensen F.M.S., Wang. Y., Wei Z. // Chem. Eng. J. 2022. V. 435. 134857.
  16. Havelka J., Fárová H., Jiříček T. et al. // Water Sci. Technol. 2019. V. 79 (8). P. 1580–1586.
  17. Balcik-Canbolat C., Sengezer C., Sakar H. et al. // Environ. Technol. 2020. V. 41 (4). P. 440–449.
  18. Moltedo J.J., Schwarz A., Gonzalez-Vogel A. // J. Environ. Manage, 2022. V. 303. 114104.
  19. Patel S.K., Lee B., Westerhoff P., Elimelech M. // Water. Res. 2024. V. 250. 121009.
  20. Sun B., Zhang M., Huang S. et al. // Desalination. 2021. V. 498. 114793.
  21. Cho Y., Kim K., Ahn J., Lee J. // Metals. 2020. V. 10. 851.
  22. Demin A.V., Zabolotskii V.I. // Russ. J. Electrochem. 2008. V. 44. P. 1058–1064.
  23. Лоза С.А., Романюк Н.А., Фалина И.В., Лоза Н.В. // Мембраны и мембранные технологии. 2023. Т. 13. С. 269–290.
  24. Ge L., Wu B., Li Q. et al. // J. Memb. Sci. 2016. V. 498. P. 192–200.
  25. Hube S., Eskafi M., Hrafnkelsdóttir K.F. // Sci. Total Environ. 2020. V. 710. 136375.
  26. Babilas D., Muszyński J., Milewski A. et al. // Chem. Eng. J. 2021. V. 408. P. 127908.
  27. Luo T., Abdu S., Wessling M. // J. Memb. Sci. 2018. V. 555. P. 429–454.
  28. Ge L., Wu B., Yu D. et al. // Chinese J. Chem. Eng. 2017. V. 25. P. 1606–1615.
  29. Lysova A.A., Manin A.D., Golubenko D.V. et al. // J. Memb. Sci. 2025. V. 716. 123518.
  30. Manin A.D., Golubenko D.V., Yurova P.A., Yaroslavtsev A.B. // Mendeleev Commun. 2023. V. 33. P. 365–367.
  31. Golubenko D.V., Manin A.D., Wang Y. et al. // Desalination. 2022. V. 531. 115719.
  32. Golubenko D.V., Karavanova Y.A., Melnikov S.S. et al. // J. Memb. Sci. 2018. V. 563. P. 777–784.
  33. Karavanova Y.A., Kas’kova Z.M., Veresov A.G., Yaroslavtsev A.B. // Russ. J. Inorg. Chem. 2010. V. 55. P. 479–483.
  34. Li J., Zhou M.-li, Lin J.-yang et al. // J. Memb. Sci. 2015. V. 486. P. 89–96.
  35. Rehman D., Ahdab Y.D., Lienhard J.H. // Water Res. 2021. V. 199. 117171.
  36. Zhang W., Miao M., Pan J. et al. // Desalination. 2017. V. 411. P. 28–37.
  37. Lambert J., Avila-Rodriguez M., Durand G., Rakib M. // J. Memb. Sci. 2006. V. 280 (1–2). P. 219–225.
  38. Sata. T. // J. Memb. Sci. 1994. V. 93 (2). P. 117–135.
  39. Sata T., Sata T., Yang W. // J. Memb. Sci. 2002. V. 206. № 1–2. P. 31–60.
  40. Hosseini S.M., Alibakhshi H., Jashni E.et al. // J. Hazard. Mater. 2020. V. 381. 120884.
  41. Zhao C., Xue J., Ran F., Sun S. // Prog. Mater. Sci. 2013. V. 58, № 1. P. 76–150.
  42. Yurova, P.A.; Stenina, I.A.; Manin, A.D. et al. // Membr. Membr. Technol. 2024. V. 6. P. 55–62.
  43. Zhong S., Cui X., Fu T., Na H. // J. Power Sources. 2008. V. 180. P. 23–28.
  44. Falina I., Loza N., Loza S. et al. // Membranes. 2021. V. 11. 227.
  45. Salehi E., Hosseini S.M., Ansari S., Hamidi A. // J. Solid State Electrochem. 2016. V. 20. P. 371–377.
  46. Stenina I., Golubenko D., Nikonenko V., Yaroslavtsev A. // Int. J. Mol. Sci. 2020. V. 21. 5517.
  47. Pang X., Tao Y., Xu Y.et al. // J. Memb. Sci. 2020. V. 595. 117544.
  48. Kumar P., Suhag S., Mandal J.R., Shahi V.K. // J. Memb. Sci. 2024. V. 711. 123168.
  49. Karavanova Y.A., Fedina K.G., Yaroslavtsev A.B. // Inorg. Mater. 2011. V. 47. P. 329–333.
  50. Melnikov S., Bondarev D., Nosova E. // Membranes. 2020. V. 10. 346.
  51. Bondarev D., Melnikov S., Zabolotskiy V. // J. Memb. Sci. 2023. V. 675. 121510.
  52. Патент N 2807369 Российская Федерация, МПК B01D 71/40 (2006.01), B01D 71/06 (2006.01). Способ получения гомогенной анионообменной мембраны: 2023124254: заявл. 20.09.2023: опубл. 14.11.2023 / Бондарев Д. А., Ачох А. Р., Беспалов А. В., Заболоцкий В. И.
  53. Achoh A., Bondarev D., Melnikov S., Zabolotsky V. // Electrochem. 2024. V. 5. P. 393–406.
  54. Loza S., Loza N., Kutenko N., Smyshlyaev N. // Membranes. 2022. V. 12. 985.
  55. Protasov K.V., Shkirskaya S.A., Berezina N.P., Zabolotskii V.I. // Russ. J. Electrochem. 2010. V. 46. P. 1131–1140.
  56. Stenina I.A., P.A. Yurova, L. Novak et al. // Colloid Polym. Sci. 2021. V. 299. P. 719–728.
  57. Zabolotsky V.I., Achoh A.R., Lebedev K.A., Melnikov S.S. // J. Memb. Sci. 2020. V. 608. P. 118152.
  58. Mareev, S.A.; Evdochenko, E.; Wessling, M. et al. // J. Memb. Sci. 2020. V. 603. 118010.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2024

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».