Elecrtochemical Investigation of Heterogeneous Cation-Exchange Membranes Modified by Polyanilin in Solutions of Monovalent and Divalent Cations

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

A series of composite ion-exchange membranes based on a heterogeneous cation-exchange MK-40 membrane and polyaniline was obtained under the conditions of electrodiffusion of a monomer and an oxidizing agent. The process of polyaniline synthesis on the membrane surface was accompanied by the registration of chronopotentiograms and the pH of the solution leaving the desalination compartment. The initial MK-40 cation-exchange membrane and the composites based on it were studied by voltammetry and chronopotentiometry in NaCl, CaCl2, and MgCl2 solutions in the same electrodialysis flow cell in which the composites were obtained. To calculate the transport numbers of counterions in membranes in CaCl2 and MgCl2 solutions by the chronopotentiometric method, the apparent fraction of the conducting membrane surface in the NaCl solution was calculated based on experimental data on the potentiometric transport numbers of counterions in the membrane. The conditions for the synthesis of polyaniline on the surface of a heterogeneous MK-40 membrane, leading to the preparation of samples with selectivity to singly charged ions, are revealed.

About the authors

M. A. Brovkina

Kuban State University

Author for correspondence.
Email: andreeva_marina_90@bk.ru
Russia, Krasnodar

N. A. Kutenko

Kuban State University

Email: andreeva_marina_90@bk.ru
Russia, Krasnodar

N. V. Loza

Kuban State University

Email: andreeva_marina_90@bk.ru
Russia, Krasnodar

References

  1. Yaqub M., Nguyen M.N., Lee W. // Sci. Total Environ. 2022. V. 844. P. 157 081.
  2. Mir N., Bicer Y. // J. Environ. Manage. 2021. V. 289. P. 112 496.
  3. Stillwell A.S., Webber M.E. // Water. 2016. V. 8. P. 601.
  4. Al-Amshawee S., Yunus M.Y.B.M., Azoddein A.A.M., Hassell D.G., Dakhil I.H., Hasan H.A. // Chem. Eng. J. 2020. V. 380. P. 122231.
  5. Ezugbe E.O., Rathilal S. // Membranes. 2020. V. 10. P. 89.
  6. Oren Y., Korngold E., Daltrophe N., Messalem R., Volkman Y., Aronov L., Weismann M., Bouriakov N., Glueckstern P., Gilrona J. // Desalination. 2010. V. 261. P. 321.
  7. Zhang Y., Ghyselbrecht K., Vanherpe R., Meesschaert B., Pinoy L., Van der Bruggen B. // J. Environ. Manage. 2012. V. 107. P. 28.
  8. Subramani A., Jacangelo J.G. // Sep. Pur. Tech. 2014. V. 122. P. 472.
  9. Jiang C., Wang Y., Zhang Z., Xu T. // J. Membr. Sci. 2014. V. 450. P. 323.
  10. Ge L., Wu B., Yu D., Mondal A.N., Hou L., Afsar N.U., Li Q., Xu T., Miao J., Xu T. // Chin. J. Chem. Eng. 2017. V. 25. P. 1606.
  11. Sata T. // J. Polym. Sci. Polym. Chem. Ed. 1978. V. 16. P. 1063.
  12. Ying J., Lin Y., Zhang Y., Jin Y., Matsuyama H., Yu J. // Chem. Eng. J. 2022. V. 446. P. 137076.
  13. Pan J., Zhao L., Yu X., Dong J., Liu L., Zhao X., Liu L. // Chin. Chem. Lett. 2022. V. 33. P. 2757.
  14. Pang X., Tao Y., Xu Y., Pan J., Shen J., Gao C. // J. Membr. Sci. 2020. V. 595. P. 117544.
  15. Vaselbehagh M., Karkhanechi H., Takagi R., Matsuyama H. // J. Membr. Sci. 2015. V. 490. P. 301.
  16. Pang X., Yu X., He Y., Dong S., Zhao X., Pan J., Runnan, Zh., Liu L. // Sep. Pur. Tech. 2021. V. 270. P. 118768.
  17. Compana V., Riande E., Fernandez-Carretero F.J., Berezina N.P., Sytcheva A.A.-R. // J. Membr. Sci. 2008. V. 318. P. 255.
  18. Kumar M., Khan M.A., Othman Z.A.A., Siddiqui M.R. // Desalination. 2013. V. 325. P. 95.
  19. Farrokhzad H., Darvishmanesh S., Genduso G., Van Gerven T., Van der Bruggen B. // Electrochim. Acta. 2015. V. 158. P. 64.
  20. Luo T., Abdu S., Wessling M. // J. Membr. Sci. 2018. V. 555. P. 429.
  21. Stránská E. // Desalin. Water Treat. 2015. V. 56. P. 3220.
  22. Кононенко Н.А., Демина О.А., Лоза Н.В., Долгополов С.В., Тимофеев С.В. // Электрохимия. 2021. Т. 57. № 5. С. 283–300. [англоязычная версия: Kononenko N.A., Demina O.A., Loza N.V., Dolgopolov S.V., Timofeev S.V. // Rus. J. Electrochem. 2021. V. 57. P. 505.]
  23. Barros K.S., Martí-Calatayud M.C., Scarazzato T., Bernardes A.M., Espinosa D.C.R., Pérez-Herranz V. // Adv. Colloid. Interfac. 2021. V. 293. P. 102439.
  24. Choi J.-H., Moon S.-H. // J. Membr. Sci. 2001. V. 191. P. 255.
  25. Mareev S.A., Nichka V.S., Butylskii D.Y., Urtenov M.K., Pismenskaya N.D., Apel P.Y., Nikonenko V.V. // J. Phys. Chem. C. 2016. V. 120. P. 13113.
  26. Заболоцкий В.И., Березина Н.П., Никоненко В.В., Шапошник В.А., Цхай А.А. // Информационно-аналитический журн. “Мембраны”. 1999. № 4. С. 6.
  27. Andreeva M., Loza N., Kutenko N., Kononenko N. // J. Solid State Electrochem. 2020. V. 24. P. 101.
  28. Loza N.V., Falina I.V., Kononenko N.A., Kudashova D.S. // Synth. Metals. 2020. V. 261. P. 116292.
  29. Robinson R.A., Stocks R.H. Electrolyte Solutions. N.Y.: Dover Publ., 2002. 608 p.
  30. Martí-Calatayud M.C., García-Gabaldón M., Pérez-Herranz V. // J. Membr. Sci. 2013. V. 443. P. 181.
  31. Berezina N.P., Kubaisy A.A., Timofeev S.V., Karpenko L. // J. Solid State Electrochem. 2007. V. 11. P. 378.
  32. Rubinstein I., Zaltzman B. // Phys. Rev. Lett. 2015. V. 114. P. 114502.
  33. Rubinstein I., Zaltzman B. // Phys. Rev. Fluids 2. 2017. P. 093702.
  34. Никоненко В.В., Мареев С.А., Письменская Н.Д., Узденова А.М., Коваленко А.В., Уртенов М.Х., Пурсели Ж. // Электрохимия. 2017. Т. 53. С. 1266. [англоязычная версия: Nikonenko V.V., Mareev S.A., Pis’menskaya N.D., Kovalenko A.V., Urtenov M.K., Uzdenova A.M., Pourcelly G. // Rus. J. Electrochem. 2017. V. 53. P. 1122].
  35. Zyryanova S., Mareev S., Gil V., Korzhova E., Pismenskaya N., Sarapulova V., Rybalkina O., Boyko E., Larchet Ch., D. Lasaad, Nikonenko V. // Int. J. Mol. Sci. 2020. V. 21. P. 973.
  36. Andreeva M.A., Gil V.V., Pismenskay N.D., Nikonenko V.V., Dammak L., Larchet C., Grande D., Kononenko N.A. // J. Membr. Sci. 2017. V. 540. P. 183.
  37. Campione A., Gurreri L., Ciofalo M., Micale G., Tamburini A., Cipollina A. // Desalination. 2018. V. 434. P. 121.
  38. Письменская Н.Д., Никоненко В.В., Белова Е.И., Лопаткова Г.Ю., Систа Ф., Пурсели Ж., Ларше К. // Электрохимия. 2007. Т. 43. С. 325. [англоязычная версия: Pismenskaya N.D., Nikonenko V.V., Belova E.I., Lopatkova G.Yu., Sistat Ph., Pourcelly G., Larshe K. // Rus. J. Electrochem. 2007. V. 43. P. 307.]
  39. Pang X., Tao Y., Xu Y., Pan J., Shen J., Gao C. // J. Membr. Sci. 2020. V. 595. P. 117544.
  40. Zabolotskii V.I., Shel’deshov N.V., Gnusin N.P. // Russ. Chem. Rev. 1988. V. 57. P. 801.
  41. Kharkats Yu.I. // Elektrokhimiya. 1985. V. 21. P. 974.
  42. Sillen L.G., Martell A.E. Stability Constants of Metal-ion Complexes. L.: Chem. Society, 1964.
  43. Демина О.А., Фалина И.В., Кононенко Н.А., Заболоцкий В.И. // Коллоидный журн. 2020. Т. 82. С. 148. [англоязычная версия: Demina O.A., Falina I.V., Kononenko N.A., Zabolotskiy V.I. // Colloid J. 2020. V. 82. P. 108.]

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2.

Download (339KB)
3.

Download (199KB)
4.

Download (55KB)
5.

Download (1MB)
6.

Download (457KB)
7.

Download (44KB)
8.

Download (151KB)
9.

Download (221KB)
10.

Download (139KB)
11.

Download (1MB)
12.

Download (29KB)
13.

Download (63KB)

Copyright (c) 2023 М.А. Бровкина, Н.А. Кутенко, Н.В. Лоза

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».