陽イオン交換膜表面の疎水性度とミクロレリーフの時間発展及び過剰物質移動に及ぼすその影響

PISMENSKAYA Natalia D.; NIKONENKO Victor V.; MELNIK Nadezhda A.; SHEVTSOVA Kseniya A.; BELOVA Elena I.; POURCELLY Gerald; COT Didier; DAMMAK Lasaad; LARCHET Christian

文献

J-GLOBAL ID：201202283277206446 整理番号：12A0549886

陽イオン交換膜表面の疎水性度とミクロレリーフの時間発展及び過剰物質移動に及ぼすその影響

Evolution with Time of Hydrophobicity and Microrelief of a Cation-Exchange Membrane Surface and Its Impact on Overlimiting Mass Transfer

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資料名：
巻： 116 号： 7 ページ： 2145-2161 発行年： 2012年02月23日
JST資料番号： W0921A ISSN： 1520-6106 CODEN： JPCBFK 資料種別：逐次刊行物 (A)
記事区分：原著論文発行国：アメリカ合衆国 (USA) 言語：英語 (EN)

陽イオン交換膜(CMX:Neosepta)の電気化学的特性と一緒に接触角が表面の相対的疎水性度を制御する表面特性を測定した。表面の化学組成とミクロレリーフを特性化するためXPSとSEMを同様に使用した。新鮮膜と電気透析セル中10~150hの操作後の試料を特性化した。電気透析は0.02M NaCl溶液中3理論限界電流に等しい過剰限界電流で操作した。工業的食品加工で2年間熟成したNeosepta陽イオン交換膜についても電気化学的性質を測定した。CMX膜の疎水性度は最初の10h操作後増加した;表面の電気化学的侵食試験時間で1μm桁の寸法かなる空洞がますます出現した。CMX膜を通した限界電流密度(i_lim)と過剰限界移動速度は過剰限界電流のもとでその操作時間と共に増加した。新CMXの事例では,i_limはLeveque方程式を用い計算した理論限界電流値に非常に近かい。操作10~150h後,i_limは5~100%増加した。同様に,理論値に比較して物質移動速度は5倍に至るまで増加した。強い電流通過がCMX中で連続相を形成するイオン交換高分子の侵食を生むという仮説よってデータの集団を評価した。この侵食はCMXの他の構成成分:比較的疎水性である約100μm粒子のポリ塩化ビニル表面の暴露で生じる。表面疎水性を増すことは表面沿って電気対流渦のすべりを容易にする。そのほか,空洞幾何学は空洞壁で拡大空間電荷密度に適用される見かけの接線電気力を生じる。空洞内部の局所限界電流密度は平坦表面よりも低いので,電気対流渦が理論限界電流値以下の低電流密度で生じる。過剰限界移動増加に対する主原因らしい空洞の数とサイズが時間と共に増加する。

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高分子固体のその他の性質

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