Синтез и исследование свойств композиционных ионообменных мембран с частицами кислого фосфата церия

Наиболее известным и промышленно важным примером электромембранного процесса является электродиализ, который используют в различных приложениях: водоподготовка, концентрирование, получение кислот и щелочей, обессоливание продуктов питания. В смеси электролитов мембраны преимущественно переносят ионы большего знака заряда, большей частью оставляя однозарядные ионы в растворе. Методы повышения селективности к однозарядным ионам заключаются в создании на поверхности мембраны барьера, который замедляет проникновение многозарядных ионов в мембрану. Основная проблема использования такого подхода заключается в увеличении ионного сопротивления системы или уменьшении предельного тока обессоливания. При поиске безбарьерных способов увеличения селективности к однозарядным ионам стоит обратить внимание на композиционные мембраны, содержащие различные наноматериалы. Такие материалы, согласно литературным данным, обладают улучшенной ионной проводимостью, селективностью, механической прочностью и стабильностью. Одними из наиболее перспективных допантов для получения композиционных мембран с заданной селективностью являются фосфаты металлов. В данном классе соединений стоит выделить фосфаты церия, которые имеют высокую ионообменную ёмкость и высокую химическую стабильность в кислой и нейтральной среде. В данной работе описано влияние наночастиц фосфата церия на транспортные свойства коммерческих анионообменных мембран (Ralex, Neosepta, FujiFilm) и изучена их специфическая селективность к транспорту однозарядных ионов. Внедрение наноразмерного аморфного фосфата церия повысило селективность анионообменных мембран по отношению к хлорид анионам в паре сульфат-хлорид. Впервые продемонстрирована возможность увеличения стабильности ионообменных мембран к фаулингу поверхности за счет внедрения неорганических наночастиц.