1. На главную
  2. Электронные версии
  3. Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования
  4. № 10, 2023

Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования, 2023, № 10, стр. 88-95

Влияние структурной перестройки поверхностного слоя в мембранах АМН-П и ОПМН-П НА транспортные характеристики электронанофильтрационного разделения водного раствора хлорида аммония

С. И. Лазарев a, Д. Н. Коновалов a, *, И. В. Хорохорина a, П. Луа a

a Тамбовский государственный технический университет
392000 Тамбов, Россия

* E-mail: kdn1979dom@mail.ru

Поступила в редакцию 17.01.2023
После доработки 19.04.2023
Принята к публикации 19.04.2023

Аннотация

Проанализированы спектры поглощения инфракрасного излучения сухими и гидратированными мембранами марок АМН-П, ОПМН-П. В спектрах поверхностного слоя мембраны АМН-П отмечено снижение относительной интенсивности частот, соответствующих карбонильной группе, и увеличение интенсивности широкой полосы валентных колебаний ОН-групп целлюлозы. Для мембраны АМН-П из ацетат-целлюлозы при гидратации увеличивается число гидрофильных ОН-групп, что изменяет ее молекулярную структуру и транспортные характеристики. В спектрах поглощения инфракрасного излучения поверхностного слоя мембраны ОПМН-П полосы, характерные для C=O группы, изменяются при гидратации: максимум поглощения смещается. Взаимодействия карбонильных (С=О) и амидных групп (Н–N) формируют надмолекулярную структуру полиамидов. Изменения в ИК-спектре водонасыщенного образца мембраны ОПМН-П можно объяснить тем, что не происходит разрушения С=О…–…Н–N связей амидного фрагмента. Следовательно, набухание мембраны частично влияет на структурную перестройку полиамида на надмолекулярном уровне. При электронанофильтрационном разделении водного раствора хлорида аммония можно отметить два интервала изменения удельного выходного потока при фиксированном трансмембранном давления и времени проведения эксперимента. Первый этап протекает при плотности тока от 12.82 до 15.38 А/м2 и связан с проницанием растворителя при небольшом газообразовании на электродах. Второй период наблюдается при плотности тока от 15.38 до 25.64 А/м2 и связан с деградацией мембраны и интенсивным газообразованием, в особенности хлора). Отмечено, что в межмембранных каналах на миграцию катионов и анионов влияют процессы дросселирования, тепловыделения, при работе в запредельном режиме (при возникновении переносчиков тока – Н+ и ОН–), что подтверждается данными исследований электрохимических параметров мембранной системы.

Ключевые слова: структурная перестройка, поверхностный слой, электронанофильтрация, мембрана, разделение, транспортные характеристики.

Список литературы

  1. Mahendran R., Bhattacharya P.K. // J. Polymer Engineer. 2013. V. 33. № 4. P. 369. https://doi.org/10.1515/polyeng-2013-0007

  2. Голева Е.А., Васильева В.И., Селеменев В.Ф., Кузнецов В.А., Останкова И.В. // Сорбционные и хроматографические процессы. 2016. Т. 16. № 5. С. 640.

  3. Seitzhanova M.A., Yashnik S.A., Ismagilov Z.R., Khairulin S.R., Mansurov Z.A., Montayeva A.A. // Chem. Sustainable Development. 2020. V. 28. № 5. P. 480. https://doi.org/10.15372/csd20202550

  4. Акберова Э.М., Васильева В.И., Костылев Д.В., Смагин М.А. // Сорбционные и хроматографические процессы. 2019. Т. 19. № 5. С. 557. https://doi.org/10.17308/sorpchrom.2019.19/1170

  5. Алтынов В.А., Кравец Л.И., Рогачев А.А., Ярмоленко М.А. // Наноиндустрия. 2020. Т. 13. № S2. С. 303. https://doi.org/10.22184/1993-8578.2020.13.2s.303.311

  6. Нифталиев С.И., Козадерова О.А., Власов Ю.Н., Ким К.Б., Матчина К.С. // Сорбционные и хроматографические процессы. 2015. Т. 15. № 5. С. 708.

  7. Лазарев С.И., Ковалев С.В., Коновалов Д.Н., Ковалева О.А. // Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2020. Т. 63. № 9. С. 28. https://doi.org/10.6060/ivkkt.20206309.6196

  8. Deemter D., Salmerón I., Oller I., Amat A.M., Malato S. // Sci. Total Environment. 2022. V. 823. P. 153693. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2022.153693

  9. Cha M., Boo C., Park C. // Process Safety and Environmental Protection. 2022. V. 159. P. 525. https://doi.org/10.1016/j.psep.2022.01.032

  10. Jordan M.L., Kulkarni T., Senadheera D.I., Kumar R., Lin Y.J., Arges C.G. // J. Electrochem. Soc. 2022. V. 169. № 4. P. 043511. https://doi.org/10.1149/1945-7111/ac6448

  11. Meng J., Shi L., Hu Z., Hu Y., Lens P., Wang S., Zhan X. // J. Membrane Sci. 2022. V. 642. P. 120001. https://doi.org/10.1016/j.memsci.2021.120001

  12. Лазарев С.И., Ковалев С.В., Коновалов Д.Н., Луа П. // Электрохимия. 2021. Т. 57. № 6. С. 355. https://doi.org/10.31857/S0424857021050091

  13. Petrychenko A., Makarenko I., Radovenchyk I., Shabliy T. // Eastern-European Journal of Enterprise Technologies. 2018. V. 4. № 6 (94). P. 26. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2018.140549

  14. Продукция компании “Владипор” (2022) “Владипор” Россия, Владимир http://www.vladipor.ru/catalog/show/ (Дата обращения 07.09.2022).

  15. Лазарев С.И., Левин А.А., Ковалев С.В., Михайлин М.И., Рыжкин В.Ю., Хромова Т.А. // Вестник ТГТУ. 2020. Т. 26. № 4. С. 629. https://doi.org/10.17277/vestnik.2020.04.pp.629-636

  16. Лазарев С.И., Нагорнов С.А., Ковалев С.В., Коновалов Д.Н., Корнев А.Ю. // Поверхность. Рентген., синхротр. и нейтрон. исслед. 2022. № 1. С. 86. https://doi.org/10.31857/S1028096022010095

  17. Khorokhorina I.V., Lazarev S.I., Golovin Y.M., Lazarev D.S. // Izvestiya Vysshikh Uchebnykh Zavedenii, Seriya Khimiya i Khimicheskaya Tekhnologiya. 2020. V. 63. № 7. P. 95. https://doi.org/10.6060/ivkkt.20206307.6117

  18. Lazarev S.I., Golovin Y.M., Khorokhorina I.V., Lazarev D.S. // J. Phys. Chem. B. 2020. V. 14. P. 835. https://doi.org/10.1134/S1990793120050073

  19. Илиел Э., Аллинжер Н., Энжиал С., Моррисон Г. Конформационный анализ. Пер. с англ. / Ред. Ахрема А.А. М.: Мир, 1969. 592 с.

  20. Toprak C., Agar J.N., Falk M. // J. Chem. Soc., Faraday Trans. 1. 1979. V. 75. P. 803.

  21. Lazarev S.I., Kovaleva O.A., Konovalov D.N., Ignatov N.N. // J. Surf. Invest.: X-ray, Synchrotron Neutron Tech. 2021. V. 15. P. 277. https://doi.org/10.1134/S1027451021020087

  22. Коновалов Д.Н., Луа П., Лазарев С.И., Коновалов Д.Д., Ковалев С.В., Кобелев Д.И., Федотов Н.А. // Вестник технологического университета. 2022. Т. 25. № 2. С. 14. https://doi.org/10.55421/1998-7072_2022_25_2_14

Дополнительные материалы отсутствуют.

Инструменты

следующая статья выпуска предыдущая статья выпуска содержание выпуска

Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования

Архивы выпусков Информация о журнале Отправить рукопись в журнал