Неорганические зарядселективные мембраны, модифицированные наночастицами неорганического ионита: диагностика структуры при помощи метода эталонной контактной порометрии

Abstract

С применением методов эталонной контактной порометрии, трансмиссионной и сканирующей электронной микроскопии, а также потенциометрии исследована структура неорганических мембран: немодифицированной керамической матрицы и матрицы, содержащей наночастицы неорганического ионита – гидратированного диоксида циркония. Порограммы разложены на лоренцевы составляющие, полосы отнесены к тем или иным элементам структуры, размеры частиц рассчитаны с использованием гомогенной и гетерогенной глобулярных моделей. Показано, что матрицу формируют, в основном, частицы микронного размера, а внутрипоровый слой ионита – глобулы диаметром 6⋅10⁻⁹ м. Поры, образуемые агрегатами наноразмерных частиц ионита, определяют зарядовую селективность композиционной мембраны.

З використанням метод етальонної контактної порометрії, трансмісійної та сканівної електронної мікроскопії, а також потенціометрії досліджено структуру неорганічних мембран: немодифікованої керамічної матриці та матриці, яка містить наночастинки неорганічного йоніту – гідратованого діоксиду цирконію. Порограми розкладено на Льорентцові складові, смуги віднесено до тих або інших елементів структури, розміри частинок розраховано з використанням гомогенного та гетерогенного ґльобулярних моделів. Показано, що матрицю формують, в основному, частинки мікронного розміру, а внутрішньопоровий шар йоніту – ґльобулі діяметром у 6⋅10⁻⁹ м. Пори, які утворені аґреґатами нанорозмірних частинок йоніту, визначають зарядову селективність композиційної мембрани.

Structure of inorganic membranes, namely non-modified ceramic matrix and matrix containing nanoparticles of inorganic ion-exchanger based on hydrated zirconium dioxide, is investigated using methods of standard contact porometry, transmission and scanning electron microscopy as well as potentiometry. The porogrammes are simulated by Lorentzian functions; the stripes are related to this or that structure element; the particle sizes are calculated using homogeneous and heterogeneous globular models. The matrix is shown to be formed mainly by particles of micron size; at the same time, the base of the intraporous ion-exchanger layer is globules of 6 nm. The pores, which are formed by the aggregates of nanosize particles of the ionexchanger, determine charge selectivity of the composite membranes.