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Effects of Functionalized Silica Nanoparticles on Characteristics of Nanocomposites PES Cation exchange membranes

Journal of Wuhan University of Technology(Materials Science) 2017年第6期32卷 1239-1249页

作者： GARMSIRI Mahdi MORTAHEB Hamid Reza MOGHADASI Mahdieh Chemistry and Chemical Engineering Research Center of lran Tehran P.O.Box: 14335-186 Iran

Nanocomposite cation exchange membranes（CEMs） were prepared by adding various loadings of functionalized silica nanoparticles to the sulfonated polyethersulfone（s PES） polymeric matrix. The silica nanoparticles were functionalized by mercaptopropyl（F1, IEC=0）, propylsulfonic acid（F2, IEC= 2.71）, and sulfonic acid（F3, IEC=2.84）. The properties of prepared membranes were investigated by varying the loadings of functionalized silica nanoparticles. Applying functionalized nanoparticles provides additional ion exchange groups and enhances water contents as well as conductivities and permselectivities of the membranes. The maximum IEC of 1.9 meq.g^-1 was obtained for the membrane having 3 wt% F3 nanoparticles and the maximum conductivity of 0.237 S·cm^-1 was achieved for the membrane having 2 wt% F3 nanoparticles, which were 19.6% and 64% higher than the corresponding values for s PES membrane, respectively. The excellent properties of the nanocomposite cation-exchange membranes make them appropriate candidates for electrodialysis and desalination processes.

关键词： functionalized silica nanocomposite membrane cationic exchange membrane polyethersulfone transport properties

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