Přejít k obsahu


Swelling induced structural changes of a heterogeneous cation-exchange membrane analyzed by micro-computed tomography

Citace:
SVOBODA, M., BENEŠ, J., VOBECKÁ, L., SLOUKA, Z. Swelling induced structural changes of a heterogeneous cation-exchange membrane analyzed by micro-computed tomography. JOURNAL OF MEMBRANE SCIENCE, 2017, roč. 525, č. MAR 1 2017, s. 195-201. ISSN: 0376-7388
Druh: ČLÁNEK
Jazyk publikace: eng
Anglický název: Swelling induced structural changes of a heterogeneous cation-exchange membrane analyzed by micro-computed tomography
Rok vydání: 2017
Autoři: Ing. Miloš Svoboda Ph.D. , Jan Beneš , Lucie Vobecká , Ing. Zdeněk Slouka Ph.D.
Abstrakt CZ: 3D rekonstrukce heterogenní iontově výměnné membrány nabobtnalé v příslušném elektrolytu pomocí počítačové mikrotomografie může přinést důležité informace o strukturálních změnách při bobtnání či zmenšování. Vědomosti o těchto strukturálních změnách spolu s elektrochemickou charakterizací mohou sloužit k optimalizaci vlastností těchto průmyslově důležitých kompozitů. Vyvinuli jsme metodologii umožňující skenování vzorků nabobtnaných membrán, aniž by byly ponořeny do roztoku elektrolytu, což je nutnou podmínkou pro analýzu pomocí mikrotomografie. Kvalitativní popis bobtnání a zmenšování membrány ukázal významnou změnu struktury membrány a identifikoval koncentraci roztoku jako jeden z hlavních faktorů bobtnání/zmenšování membrány. Experimentální studie zaměřená na vliv koncentrace roztoku ukázala, že objem membrány se zmenšuje se zvětšující se koncentrací roztoku.
Abstrakt EN: 3D reconstruction of heterogeneous ion-exchange membranes when swollen in an appropriate electrolyte by micro-computed tomography (?-CT) can provide important information on structural changes caused by their swelling or shrinkage and used this knowledge along with their electrochemical characteristics for optimization of the structure of these industrially important polymeric composites. We developed a methodology that allows scanning of swollen membrane samples while not being immersed in the solution, a condition necessary for ?- CT analysis of polymeric samples. Qualitative description of membrane swelling and shrinkage induced by volume-changing ion-exchange resin particles demonstrates their strong effect on structural changes in the membrane and identifies salt concentration as one of the major factors affecting the extent to which the membrane swells or shrinks. Experimental study focused on investigating the effect of salt concentration reveals that membrane volume decreases with increasing salt concentration. The dependence between the volume of the membrane and the concentration was well fitted with a natural logarithm. This fit can be used as an empirical equation for estimating the volumetric changes of the membrane caused by immersion in salt solutions of different concentrations.
Klíčová slova

Zpět

Patička