Behavior of Embedded Cation-Exchange Particles in a DC Electric Field

Abstract

Elektrodialýza a elektrodeionizace jsou separační procesy, jejichž výkon závisí na kvalitě a vlastnostech iontově výměnných membrán. Jedním ze znaků, který tyto vlastnosti do značné míry ovlivňuje, je heterogenita membrán na makroskopické i mikroskopické úrovni. Makroskopická heterogenita je vnitřní vlastností heterogenních iontově výměnných membrán. V těchto membránách je funkční iontoměničová složka dispergována v nevodivém pojivu. Funkční složkou jsou jemně mleté částice iontoměničové pryskyřice. Pochopení vlivu struktury na vlastnosti a chování heterogenních membrán je tedy nanejvýš důležité, protože neovlivňuje pouze skutečný výkon, ale také náklady a tedy konkurenceschopnost výše uvedených separačních procesů. Zde studujeme elektrokinetické chování katexových pryskyřičných částicových systémů s dobře definovanou geometrickou strukturou. Tento přístup lze chápat jako přístup zdola nahoru, pokud jde o přípravu membrány. Strukturovanou katexovou membránu připravujeme pomocí její základní složky, kterou je iontoměničová pryskyřice. Poté provedeme experimentální studii se čtyřmi různorodými experimentálními systémy, ve kterých se počet použitých katexových částic mění z 1 na 4. Tyto systémy jsou studovány pomocí základních elektrochemických charakterizačních měření, jako je měření proudo-napěťových křivek a přímých optických pozorování jevů, které se vyskytují na rozhraní mezi iontovýměnným systémem a sousedním elektrolytem. Cílem naší práce je lepší pochopení vztahu mezi strukturou a membránovými vlastnostmi a toho, jak struktura ovlivňuje elektrokinetické chování těchto systémů.