Caracterización de una membrana comercial de intercambio aniónico modificada con depósitos de polianilina electrosintetizados a diferentes temperaturas

Abstract

Los fenómenos asociados a una membrana de intercambio iónico (MII) en contacto con una solución iónica, tales como su selectividad y el transporte de iones, ocurren comúnmente cuando un ion se aproxima a la superficie de la membrana. Debido a ello, si se produce un cambio en la región interfacial MII/Solución, es de esperarse que estos procesos se vean afectados. Por ejemplo, si la superficie de la MII se modifica con un polímero conductor electrónico (PCE), entonces su selectividad y los fenómenos asociados al transporte iónico cambiarán. Estos cambios pueden cuantificarse mediante parámetros como la permselectividad, el ángulo de contacto y otros, los cuales están relacionados con el equilibrio hidrofílico/hidrofóbico de su superficie. En este trabajo se reporta la caracterización de muestras de una membrana comercial de intercambio aniónico modificadas voltamétricamente con polianilina (PAni) obtenida a diferentes temperaturas (10, 15 y 20 °C). Entre los principales resultados obtenidos, se encontró que al aumentar la temperatura de síntesis de la PAni, la permselectividad de la membrana aumenta de 0.757 a 0.782 y posteriormente a 0.808. En contraste, se observó un comportamiento opuesto en el caso del ángulo de contacto, ya que un incremento en la temperatura de síntesis provoca un mayor carácter hidrofílico, disminuyendo dicho ángulo de 67° a 53° y posteriormente a 50°. De acuerdo con este trabajo, estas tendencias en las propiedades de las membranas modificadas están relacionadas con las características morfológicas de los depósitos de PAni, las cuales son conferidas por la variación de la temperatura de síntesis. Palabras clave: membrana de intercambio aniónico, polianilina, voltamperometría cíclica, cronopotenciometría, curvas corriente–potencial.

Phenomena associated with an ion-exchange membrane (IEM) in contact with an ionic solution, such as its selectivity and ionic transport, commonly occur when an ion approaches the membrane surface. Because of this, if a change occurs in the IEM/Solution interfacial region, then it is expected that these processes will be affected. For example, if the IEM surface is modified with an electronic conducting polymer (ECP), then its selectivity and the phenomena associated with ionic transport will change. These changes can be quantified by parameters such as the permselectivity, the contact angle, and others, and are associated with the hydrophilic/hydrophobic balance of its surface. This work reports the characterization of commercial anion-exchange membrane samples modified voltammetrically with polyaniline (PAni) obtained at different temperatures (10, 15, and 20 ◦C). Among the main results obtained, it was found that with an increase in synthesis temperature of the PAni, the membrane’s permselectivity will increase from 0.757 to 0.782 to 0.808. While contrary behavior is observed in the case of the contact angle, since an increase in the synthesis temperature will cause a greater hydrophilic character when going from 67◦ to 53◦ to 50◦. According to this work, these trends in the properties of the modified membranes are related to the morphological characteristics of PAni deposits conferred by the variation in the synthesis temperature.