A CJMCED homogén kationcserélő membránok szállítási és elektrokémiai jellemzői nátrium-klorid, kalcium-klorid és nátrium-szulfát oldatokban

Sarapulova Veronika

1 Fizikai Kémia Tanszék, Kuban Állami Egyetem, Stavropolskaya utca 149., 350040 Krasznodar, Oroszország; moc.liamg@avoluparasv (V.S.); ur.liam@ykslytubyrtimd (D.B.); [email protected] (V.T.); ur.liam@oknenokin_v (V.N.)

Natalia Pismenskaya

Dmitrii Butylskii

Valentina Titorova

Yaoming Wang

2 A lágyanyag-kémia CAS kulcs laboratóriuma, az Energiaanyagok Kémiai Együttműködési Innovációs Központja, a Kémiai és Anyagtudományi Iskola, Kínai Természettudományi és Technológiai Egyetem, Hefei 230026, Kína; nc.ude.ctsu@gnowmy (Y.W.); nc.ude.ctsu@uxwt (T.X.)

Tongwen Xu

Yang Zhang

3 Környezetvédelmi és Biztonsági Mérnöki Iskola, Qingdao Tudományos és Technológiai Egyetem, 53 Zhenzhou Road, Qingdao 266042, Kína; nc.ude.tsuq@gnaygnahz

Victor Nikonenko

Társított adatok

Absztrakt

1. Bemutatkozás

Az utóbbi időben az ilyen folyamatok iránti érdeklődés rendkívüli mértékben megnőtt a szelektív ED és ED metatézis gyors fejlődésének köszönhetően [27,28,29], amely lehetővé teszi az ülepedés legnehezebb problémájának megoldását, amelynek veszélye nagyon nagy a többkomponensű megoldások feldolgozásakor. Egy ilyen folyamat első szakaszában az egyes töltésű ionokat szelektíven extrahálják a kevert oldatból [30]. Ezután a nehezen oldódó sókat nem tartalmazó oldat további szétváláson és/vagy erős koncentráción megy keresztül.

Ismeretes, hogy az IEM-ek költségeinek hozzájárulása az ED során nyert végtermék költségéhez elérheti a 40–50% -ot [31]. Ez a körülmény, valamint az ED és más folyamatok alkalmazásának folyamatosan bővülő területe az új IEM-ek kidolgozásával kapcsolatos munkák számának gyors növekedését idézte elő. Ezeknek a műveknek az áttekintése a [32,33,34] -ban található. A legújabb fejlemények egyike a Hefei Chemjoy Polymer Material Co. Ltd. által gyártott CEM. Ezeket a CEM-eket a hagyományos ED-ben már sikeresen alkalmazták gamma-amino-vajsav [35], metil-szulfonil-metán [36], cukor, édes összetevők és állati termékek kivonására. és növényi kivonatok [37] ásványi szennyeződéseket tartalmazó reakcióelegyekből, valamint a fordított elektrodialízis során, amelyet megújuló energiaforrásként használnak klorid-szulfát és huminsav kevert oldatainak feldolgozása során [38]. Ezeket a membránokat alkalmazták a sókoncentrációra [39], a biotermékek elválasztására [40,41,42] és a növényi kivonat sótalanítására is [43].

Alkalmazásuk számos példája ellenére azonban e membránok szerkezetének, transzportjának és elektrokémiai tulajdonságainak ismerete korántsem teljes.

Ebben a munkában beszámolunk a Hefei Chemjoy Polymer Material Co. gyártmányú CJMC-3 és CJMC-5 kationcserélő membránok szállítási jellemzőinek (elektromos vezetőképesség, diffúziós permeabilitás, szállítási számok) és áram-feszültség görbéinek vizsgálatának eredményeiről. Kft., Amelyek segíthetnek alkalmazásuk lehetséges területeinek meghatározásában.

Ennek a tanulmánynak a célja a legújabb CJMCED membránok néhány tulajdonságának értékelése és összehasonlítása egy jól bevált kereskedelmi Neosepta CMX membrán tulajdonságával. Bár a CJMCED membránok ugyanahhoz az osztályhoz kapcsolódnak, mint a CMX membrán (homogén az erősítő anyaggal), a CJMCED membránok költségei közel vannak a heterogén membránok költségéhez. Ezenkívül ezek a membránok porózusabbak, ennek megvannak a maga előnyei és hátrányai.

2. Anyagok és módszerek

2.1. Membránok

A vizsgált CEM-eket az 1. táblázat tartalmazza. A homogén CJMC-3 és CJMC-5 membránokat a Hefei Chemjoy Polymer Materials Co. Ltd. (Hefei, Kína) gyártja. Ezeket a membránokat öntési módszerrel állítják elő [35,48]. Forró hengerléssel poliészter anyaggal vannak megerősítve. Ezen membránok ioncserélő mátrixa szulfonsavcsoportokkal funkcionalizált polivinilidén-fluoridot (PVDF) tartalmaz, –S03– [35,49]. A CJMC-5 mátrix oldalláncai önhálósodnak a térhálósító szer nátrium-4-sztirolszulfonáttal (SSS) [50].

Asztal 1

A vizsgált duzzadt (sw) és száraz membránok jellemzői.