Электропроводящие свойства мембран мк-40 и ма-41, исследованные методом высокочастотной спектроскопии импеданса

Важным фактором, определяющим комплекс эксплуатационных характеристик гетерогенных ионообменных мембран, представляющих собой композиционный материал, является их структура. Электропроводность композитных материалов зависит от природы фаз, составляющих систему, от их взаимного расположения. Импедансная спектроскопия является одним из эффективных методов определения структуры и электрохимических характеристик как композитного материала в целом, так и фаз входящих в его состав. В настоящей работе методом спектроскопии импеданса исследованы электрохимические характеристики гетерогенных ионообменных мембран МК-40 (H+, К+, Na+, NH4+ - формы) и МА-41 (Cl- и NO3- - формы) в диапазоне частот переменного тока 100 кГц - 20 МГц. Проведено сравнение контактного и контактно-разностного способов измерения импеданса мембран. Показано, что в случае контактного измерения импеданса образца большое влияние на спектр электрохимического импеданса системы оказывают границы «электрод/мембрана». В связи с этим более предпочтительным является контактно-разностный вариант проведения эксперимента по измерению импеданса мембранной систмы. Дана интерпретация полученных спектров электрохимического импеданса с точки зрения проводимости композитных материалов. На основе метода эквивалентных схем предложено импеданс гетерогенной ионообменной мембраны представлять как сумму чистого сопротивления (сопротивление частиц ионообменника), последовательно соединенного с импедансом прослоек диэлектрика (сопротивление и емкость полиэтилена и растворителя). Анализ спектров электрохимического импеданса ионообменных мембран в разных ионных формах показал, что величина радиуса полуокружности годографа импеданса обратно пропорциональна коэффициенту диффузии противоиона и прямо пропорциональна доле межгелевой фазы мембраны.