The 24 reference contexts in paper О. Козадерова А. (2019) “ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ БИПОЛЯРНОЙ МЕМБРАНЫ МБ-2, ОБЪЕМНО МОДИФИЦИРОВАННОЙ НАНОРАЗМЕРНЫМ ГИДРОКСИДОМ ХРОМА (III)” / spz:neicon:nanorf:y:2018:i:0:p:58-64

  1. Start
    1512
    Prefix
    модифицирование катионообменного слоя мембраны МБ-2 наноразмерным Cr(OH)3 позволяет получить электрохимические характеристики биполярной мембраны, сопоставимые с аналогичными характеристиками для мембран Fumasep FBM и МБ-3. ВВЕДЕНИЕ Ионообменные мембраны с успехом применяются в процессах водоподготовки, очистки газов, производстве химических источников тока
    Exact
    [1–6]
    Suffix
    . Внедрение металлов в ионообменные материалы в составе оксидов, гидроксидов, солей в нуль-валентном состоянии открывает новые возможности для ионообменников, которые после модификации способны выступать в роли электроноионообменников и применяться в каталитических, электрокаталитических и сорбционных процессах [7–15].
    (check this in PDF content)

  2. Start
    1879
    Prefix
    Внедрение металлов в ионообменные материалы в составе оксидов, гидроксидов, солей в нуль-валентном состоянии открывает новые возможности для ионообменников, которые после модификации способны выступать в роли электроноионообменников и применяться в каталитических, электрокаталитических и сорбционных процессах
    Exact
    [7–15]
    Suffix
    . Существенную роль в таком модифицировании играет размер допантов, который зависит от механизма взаимодействия матрицы с ионами металла [16, 17]. Очевидно, что ионообменные мембраны, характеризующиеся пористостью наноразмерного масштаба, способны выступать в роли нанореакторов и позволяют контролировать размер наночастиц модификатора при in situ введении.
    (check this in PDF content)

  3. Start
    2041
    Prefix
    открывает новые возможности для ионообменников, которые после модификации способны выступать в роли электроноионообменников и применяться в каталитических, электрокаталитических и сорбционных процессах [7–15]. Существенную роль в таком модифицировании играет размер допантов, который зависит от механизма взаимодействия матрицы с ионами металла
    Exact
    [16, 17]
    Suffix
    . Очевидно, что ионообменные мембраны, характеризующиеся пористостью наноразмерного масштаба, способны выступать в роли нанореакторов и позволяют контролировать размер наночастиц модификатора при in situ введении.
    (check this in PDF content)

  4. Start
    2288
    Prefix
    Очевидно, что ионообменные мембраны, характеризующиеся пористостью наноразмерного масштаба, способны выступать в роли нанореакторов и позволяют контролировать размер наночастиц модификатора при in situ введении. В ряде работ
    Exact
    [18–23]
    Suffix
    было показано, что гидроксиды d-металлов, введенные в биполярную мембрану, выступают в качестве катализаторов разложения молекул воды, что изменяет ее электрохимические характеристики.
    (check this in PDF content)

  5. Start
    2757
    Prefix
    Наиболее распространенная отечественная биполярная мембрана — МБ-2 — характеризуется весьма высоким рабочим напряжением разложения воды, низким выходом по току кислоты и основания, а потому в этом отношении уступает зарубежным аналогам
    Exact
    [24]
    Suffix
    . Известно, что наибольшей каталитической активностью при разложении молекул воды в биполярной области обладает Cr(OH)3 [19, 20]. В связи с этим представляется целесообразным выявить роль модификации наноразмерным гидроксидом хрома (III) в электрохимическом поведении биполярной ионообменной мембраны МБ-2 в сравнении с промышленно выпускаемыми образцами.
    (check this in PDF content)

  6. Start
    2888
    Prefix
    Наиболее распространенная отечественная биполярная мембрана — МБ-2 — характеризуется весьма высоким рабочим напряжением разложения воды, низким выходом по току кислоты и основания, а потому в этом отношении уступает зарубежным аналогам [24]. Известно, что наибольшей каталитической активностью при разложении молекул воды в биполярной области обладает Cr(OH)3
    Exact
    [19, 20]
    Suffix
    . В связи с этим представляется целесообразным выявить роль модификации наноразмерным гидроксидом хрома (III) в электрохимическом поведении биполярной ионообменной мембраны МБ-2 в сравнении с промышленно выпускаемыми образцами.
    (check this in PDF content)

  7. Start
    3343
    Prefix
    Рассматривается процесс конверсии нитрата аммония, моделирующего концентрат сточных вод производства минеральных удобрений после первой ступени их обработки в электродиализаторе-концентраторе
    Exact
    [25]
    Suffix
    . Цель исследования — сравнение электрохимического поведения мембраны МБ-2, объемно модифицированной гидроксидом хрома (III), в электродиализаторе при конверсии раствора нитрата аммония с такими биполярными мембранами промышленного производства, как МБ-2, МБ-3 и Fumasep FBM.
    (check this in PDF content)

  8. Start
    3723
    Prefix
    Цель исследования — сравнение электрохимического поведения мембраны МБ-2, объемно модифицированной гидроксидом хрома (III), в электродиализаторе при конверсии раствора нитрата аммония с такими биполярными мембранами промышленного производства, как МБ-2, МБ-3 и Fumasep FBM. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ Модифицирование мембраны МБ-2 проводили химическим способом
    Exact
    [26]
    Suffix
    . Предварительно кондиционированную биполярную мембрану в Na+/OH- форме погружали в раствор сульфата хрома (III), затем отмывали мембрану водой, после чего следовала ее обработка раствором гидроксида натрия.
    (check this in PDF content)

  9. Start
    4598
    Prefix
    Рентгенофазовый анализ модифицированной мембраны проводили с помощью дифрактометра ARL X'TRA (Thermo Scientific, Швейцария). Размер частиц рассчитывали по ширине дифракционного максимума с использованием формулы Шеррера. Импеданс мембраны измеряли контактным способом
    Exact
    [27, 28]
    Suffix
    в диапазоне частот 1.102–1.105 Гц с применением импедансметра Tesla BM 507. Эксперимент по конверсии нитрата аммония проводили в гальваностатическом режиме в электродиализном аппарате с трехкамерной элементарной ячейкой, в котором чередуются три типа мембран: катионообменная, анионообменная и биполярная (рис. 1).
    (check this in PDF content)

  10. Start
    5157
    Prefix
    В электродиализаторе в качестве биполярных применялись модифицированная гидроксидом хрома (III) мембрана МБ-2 (в работе обозначена МБ-2-М) и промышленно выпускаемые биполярные мембраны Fumasep FBM
    Exact
    [29]
    Suffix
    , МБ-3 и МБ-2 [30]. В качестве гомополярных мембран во всех экспериментах с разными биполярными мембранами использовались мембраны Ralex [31]. Характеристики применяемых в работе мембран приведены в табл. 1.
    (check this in PDF content)

  11. Start
    5178
    Prefix
    В электродиализаторе в качестве биполярных применялись модифицированная гидроксидом хрома (III) мембрана МБ-2 (в работе обозначена МБ-2-М) и промышленно выпускаемые биполярные мембраны Fumasep FBM [29], МБ-3 и МБ-2
    Exact
    [30]
    Suffix
    . В качестве гомополярных мембран во всех экспериментах с разными биполярными мембранами использовались мембраны Ralex [31]. Характеристики применяемых в работе мембран приведены в табл. 1.
    (check this in PDF content)

  12. Start
    5317
    Prefix
    В электродиализаторе в качестве биполярных применялись модифицированная гидроксидом хрома (III) мембрана МБ-2 (в работе обозначена МБ-2-М) и промышленно выпускаемые биполярные мембраны Fumasep FBM [29], МБ-3 и МБ-2 [30]. В качестве гомополярных мембран во всех экспериментах с разными биполярными мембранами использовались мембраны Ralex
    Exact
    [31]
    Suffix
    . Характеристики применяемых в работе мембран приведены в табл. 1. Каждая ионообменная мембрана имела площадь 14,4 см2, межмембранное расстояние в каналах — 1 мм. В электродиализатор (рис. 1, каналы 2, 6) подавали раствор нитрата аммония с молярной концентрацией 0,24 моль/дм3; в каналы, смежные с каналом обессоливания (3, 4), подавали азотную кислоту (0,1 моль/
    (check this in PDF content)

  13. Start
    6796
    Prefix
    Схема электродиализного аппарата с трехкамерной элементарной ячейкой для получения растворов азотной кислоты и аммиака из нитрата аммония: К — катионообменная мембрана, А — анионообменная мембрана, БМ — биполярная мембрана в англоязычных статьях называют leakage (утечка, просачивание)
    Exact
    [32]
    Suffix
    . Эти потоки уменьшают выход по току кислоты и основания, загрязняют целевые продукты. Количественную оценку неселективного переноса ионов соли через биполярную мембрану проводили с использованием эффективных чисел переноса Ti [33]: (1) которые включают миграционную и диффузионную составляющие.
    (check this in PDF content)

  14. Start
    7053
    Prefix
    Эти потоки уменьшают выход по току кислоты и основания, загрязняют целевые продукты. Количественную оценку неселективного переноса ионов соли через биполярную мембрану проводили с использованием эффективных чисел переноса Ti
    Exact
    [33]
    Suffix
    : (1) которые включают миграционную и диффузионную составляющие. В формуле (1) tiM — миграционное число переноса, Рi — коэффициент диффузионной проницаемости мембраны, дм3/с; ΔCi — изменение концентрации иона на входе и выходе, моль/дм3; F — постоянная Фарадея, 96485 А.с/моль; I — сила тока, А.
    (check this in PDF content)

  15. Start
    7496
    Prefix
    В формуле (1) tiM — миграционное число переноса, Рi — коэффициент диффузионной проницаемости мембраны, дм3/с; ΔCi — изменение концентрации иона на входе и выходе, моль/дм3; F — постоянная Фарадея, 96485 А.с/моль; I — сила тока, А. Концентрацию водородных и гидроксильных ионов в кислой и щелочной камерах определяли методом кислотно-основного титрования
    Exact
    [34]
    Suffix
    , концентрацию ионов аммония, натрия (канал 3) и нитрата (канал 4) — методом прямой потенциометрии с применением ионселективных электродов [35–37]. По результатам экспериментов были рассчитаны такие характеристики процесса, как выход по току (η), производительность по кислоте и основанию (Р), удельные затраты электроэнергии (W), степень загрязнения кислоты и основания
    (check this in PDF content)

  16. Start
    7644
    Prefix
    Концентрацию водородных и гидроксильных ионов в кислой и щелочной камерах определяли методом кислотно-основного титрования [34], концентрацию ионов аммония, натрия (канал 3) и нитрата (канал 4) — методом прямой потенциометрии с применением ионселективных электродов
    Exact
    [35–37]
    Suffix
    . По результатам экспериментов были рассчитаны такие характеристики процесса, как выход по току (η), производительность по кислоте и основанию (Р), удельные затраты электроэнергии (W), степень загрязнения кислоты и основания ионами соли (rM).
    (check this in PDF content)

  17. Start
    8169
    Prefix
    РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ При взаимодействии катионообменного слоя мембраны МБ-2, находящегося в Na+-форме, с раствором соли металла ионы хрома поступают в катионообменник и локализуются вблизи ионогенных центров как противоионы
    Exact
    [23, 26]
    Suffix
    . Происходит ионообменная реакция насыщения: 3R-SO3–Na+ + 1/2Cr2(SO4)3 = (R-SO3–)3Cr3+ + 3/2Na2SO4. После обработки мембраны раствором гидроксида натрия возле ионогенных групп в полимере образуется труднорастворимый Cr(OH)3: (R-SO3–)3Cr3+ + 3NaOH = [R-SO3–Na+]3∙Cr(OH)3.
    (check this in PDF content)

  18. Start
    9138
    Prefix
    Между частицами смолы и связующего материала распределены поры размером до 1000 нм (макропоры), а в частицах ионообменной смолы имеются поры с радиусом от 1 до 10 нм (микро- и мезопоры)
    Exact
    [2]
    Suffix
    . На рис. 3 приведены микрофотографии катионообменного слоя поперечного среза модифицированной МБ-2-М. Фазовый анализ позволяет выделить несколько областей, различающихся содержанием основных анализируемых элементов: хрома, кислорода, серы, углерода, натрия (табл. 2).
    (check this in PDF content)

  19. Start
    10183
    Prefix
    Рентгенограмма материала, Рис. 2. Фотография поперечного среза биполярной мембраны МБ-2-М: 1 — катионообменный слой, 2 — анионообменный слой Таблица 1. Характеристики применяемых в работе ионообменных мембран
    Exact
    [29–31]
    Suffix
    МембранаТи пФункциональные группыТолщина, мм Гомополярные Ralex CMH-PP Гетерогенная -SO3H<0,45 Ralex AMH-PP-N+(CH3)3<0,45 Биполярные МБ-2 Гетерогенная -SO3H -N+(CH3)30,5–0,8 МБ-3-РO3H2-N+(CH 3)3 0,5–0,8 Fumasep FBMГомогенная-SO3H-N+(CH 3)3 0,13–0,16 полученного при отжиге модифицированной мембраны, приведена на рис. 4.
    (check this in PDF content)

  20. Start
    11219
    Prefix
    Следует заметить, что размеры частиц, определенные с помощью рентгенофазового анализа, оказываются несколько завышенными в связи с тем, что наиболее интенсивная дифракция наблюдается от крупных частиц
    Exact
    [38]
    Suffix
    . Поэтому некоторое превышение полученными значениями размера нанопор в ионообменных мембранах представляется закономерным. Обнаруженные микроскопически Cr-содержащие частицы модификатора (рис. 3в) представляют собой конгломераты наночастиц, локализованные на поверхности.
    (check this in PDF content)

  21. Start
    11887
    Prefix
    Частотный спектр электрохимического импеданса МБ-2 и МБ-2-М представлен на рис. 5. Экстраполяция спектра импеданса биполярной мембраны на нулевую частоту дает общее сопротивление образца (R1 + R2)
    Exact
    [39]
    Suffix
    . Пределом спектра импеданса при Рис. 3. Микрофотографии катионообменного слоя поперечного среза МБ-2-М: электронное изображение (а), распределение по поверхности фаз различного состава (б) и элементный анализ поверхности (в) Таблица 2.
    (check this in PDF content)

  22. Start
    14559
    Prefix
    Диффузионная проницаемость биполярных мембран лимитируется переносом коионов в катионо- и анионообменном слоях. Коионы перемещаются по электронейтральному раствору, находящемуся в центре пор, в отличие от противоионов, переносимых в пределах тонкого (порядка 1 нм) слоя вблизи заряженных стенок поры
    Exact
    [12]
    Suffix
    . Локализация наноразмерного модификатора Cr(OH)3 возле функциональных групп замещает часть свободного раствора в объеме поры и приводит к уменьшению диффузионного переноса. В работе [33] было показано, что биполярные мембраны МБ-3 и МБ-2 с одинаковыми по своей химической природе анионообменными слоями позволяют получить одинаковые Рис. 6.
    (check this in PDF content)

  23. Start
    14769
    Prefix
    Локализация наноразмерного модификатора Cr(OH)3 возле функциональных групп замещает часть свободного раствора в объеме поры и приводит к уменьшению диффузионного переноса. В работе
    Exact
    [33]
    Suffix
    было показано, что биполярные мембраны МБ-3 и МБ-2 с одинаковыми по своей химической природе анионообменными слоями позволяют получить одинаковые Рис. 6. Зависимость изменения концентрации кислоты (а) и основания (б) при электродиализе с биполярными мембранами аб Рис. 5.
    (check this in PDF content)

  24. Start
    16233
    Prefix
    Этот параметр определяется как отношение количества катионов NH4+, Na+ попавших («просочившихся») в кислотную камеру за определенное время, и количества Н+, генерируемых в течение того же времени (или количества анионов NO3– к количеству ОН– — ионов в основной камере)
    Exact
    [32]
    Suffix
    . Обращает на себя внимание низкая селективность мембраны МБ-3 по отношению к нитрат-ионам, что связано с наличием в ее катионообменном слое слабокислотных фосфоновокислых групп. Это, вероятно, является и причиной более низкой концентрации HNO3 для МБ-3 в сравнении с МБ-2-М и FumasepFBM (рис. 6а).
    (check this in PDF content)