Effect of current density, concentration of ternary electrolyte and type of cations on the monovalent ion selectivity of surface-sulfonated graft anion-exchange membranes: modelling and experiment

电渗析 限制电流 电解质 三元运算 化学 电流密度 分析化学(期刊) 离子交换 无机化学 选择性 扩散 离子 热力学 色谱法 电化学 物理化学 电极 有机化学 生物化学 物理 量子力学 计算机科学 程序设计语言 催化作用
作者
Д. В. Голубенко,A. B. Yaroslavtsev
出处
期刊:Journal of Membrane Science [Elsevier BV]
卷期号:635: 119466-119466 被引量:36
标识
DOI:10.1016/j.memsci.2021.119466
摘要

The dependence of monovalent-ion selectivity of surface-sulfonated anion exchange membranes (s-AEMs) on the electrodialysis (ED) desalination current density, the concentration of equimolar ternary electrolyte (XCl + X2SO4) in the total concentration range 0.04–0.2 M, and the type of cations (X = H, Cs, Na) has been studied. The membrane current-voltage characteristics and values of the diffusion permeability coefficients in electrolyte solutions and their mixtures were measured. It was shown that Cl/SO4-selectivity coefficients (PCl|SO4) increase along with current density, reaching maximum values at the limiting current density (Ilim). The PCl|SO4 maximum value of 5.5 was achieved for the s-AEM-18 membrane in the ED-desalination of equimolar ternary electrolytes NaCl/Na2SO4, and CsCl/Cs2SO4 (total salt concentration 0.04 M) at 1.4 and 2.4 mA cm−2 current densities, respectively. At the overlimiting currents, the splitting of water and the decrease of Cl/SO4-selectivity were observed. The obtained experimental results are interpreted using simplified mass transfer and numerical simulations in the framework of Nernst-Planck-Poisson equations implemented in the COMSOL® Multiphysics software. The model represents the modified membrane as an asymmetric bipolar membrane with two diffusion boundary layers (DBL) in electrolyte solutions on both sides of the membrane interface. The model includes the water splitting at the bipolar boundary and the chemical equilibrium between sulfate and hydrogen sulfate ions. The numerical simulations qualitatively predict the behaviour of s-AEMs membranes when the abovementioned conditions change.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
刚刚
1秒前
含蓄觅山应助悦耳的怀寒采纳,获得10
1秒前
张欢馨应助Psycho采纳,获得10
1秒前
lei发布了新的文献求助30
1秒前
1秒前
woshi123应助不知名网友采纳,获得10
1秒前
hu发布了新的文献求助10
1秒前
2秒前
2秒前
lei发布了新的文献求助20
2秒前
YoYo发布了新的文献求助10
2秒前
3秒前
3秒前
lei发布了新的文献求助10
3秒前
万物皆可爱应助LSY采纳,获得10
4秒前
晨aaa发布了新的文献求助10
5秒前
可靠元枫发布了新的文献求助10
5秒前
6秒前
123456发布了新的文献求助10
6秒前
6秒前
CGDAZE完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
Eva发布了新的文献求助30
7秒前
lei发布了新的文献求助10
7秒前
lei发布了新的文献求助30
7秒前
lei发布了新的文献求助10
7秒前
8秒前
残酷月光完成签到,获得积分10
8秒前
8秒前
8秒前
lei发布了新的文献求助20
8秒前
lei发布了新的文献求助30
8秒前
8秒前
lei发布了新的文献求助30
9秒前
9秒前
饼饼完成签到 ,获得积分10
9秒前
tyu完成签到 ,获得积分10
10秒前
10秒前
钮以南发布了新的文献求助10
10秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Römisch-Germanische Forschungen 1000
APA handbook of comparative psychology: Basic concepts, methods, neural substrate, and behavior 1000
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
The fast track to determining transfer functions of linear circuits: The student guide 500
Electric machines: theory, operating applications, and controls 500
The Analytical and Numerical Solution of Electric and Magnetic Fields 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7603980
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9179763
关于积分的说明 19659947
捐赠科研通 7179155
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3269224
关于科研通互助平台的介绍 2433325
邀请新用户注册赠送积分活动 2263230