Пушкарьов, О.О.ПушкарьовЗубко, О.О.ЗубкоСеврук, І.І.СеврукДолін (мол.), В.В.Долін (мол.)2026-05-122026-05-122021Пушкарьов, О., Зубко, О., Севрук, І., Долін (мол.), В. (2021). ELECTRO-OSMOTIC FRACTIONATION OF HYDROGEN ISOTOPES IN ELECTROLYTIC SOLUTIONS USING COMPOSITE PROTON-PERMEABLE MEMBRANES. Вісник Київського національного університету імені Тараса Шевченка. Геологія, 1(92), 11–16. https://doi.org/10.17721/1728-2713.92.0210.17721/1728-2713.92.02https://ir.library.knu.ua/handle/15071834/20306Based on the analysis of the features of electroosmotic processes that are implemented in proton-conducting membranes, the possibility of fractioning hydrogen isotopes in electrolytes formed using tritiated water (HTO) is estimated. The interaction of the solution with the membranes in their channels leads to polarization and partial dissociation of the electrolyte molecules. In water molecules, when protium is replaced by a heavy isotope of hydrogen, the energy of breaking of hydrogen bonds increases and the process of their dissociation proceeds predominantly according to the scheme: HTO ↔ H + + TO–. A part of the released protons can join water molecules to form the H3О+ ion. H3O+ and ТO– ions are more mobile than other singly charged ions. The main characteristic that determines the suitability of electroosmotic membranes to the fractionation of hydrogen isotopes is proton conductivity. The released protons have anomalously high mobility due to their small size, tunnel and relay movement through hydrogen bonds between adjacent polar groups in the channels of the proton-conducting membranes. To ensure high proton conductivity in the pores and channels of the membranes, modifying substances are fixed, which contain the groups: –ОН- , –NH2, –NH, –SH, –COOH, –SO3H, acid salts and oxides, containing surface proton-conducting groups. To create proton-conducting membranes, it is possible to use surface-modified β-alumina (β-Al2O3(H3O+)) and protonated (H3О+) montmorillonite with ionic conductivity (5103 – 4104 Оhm  cm–1). The most effective are surface modifiers with negatively charged sulfonic groups. The imposition of an external electric field leads to the movement of ions in the electrolyte, which leads to a redistribution of the isotope ratio in the near-anode and cathode spaces.На основі аналізу особливостей електроосмотичних процесів, що реалізуються у протон-провідних мембранах оцінено можливість фракціонування ізотопів водню в електролітах, утворених з використанням тритійованої води (НТО). При взаємодії розчина з мембранами в їхніх каналах відбувається поляризація та часткова дисоціація молекул електроліту. У молекулах води при заміні протію на важкий ізотоп водню збільшується енергія розриву водневих зв'язків, і процес їхньої дисоціації відбувається переважно за схемою: HTO ↔ H+ + TO—. Частина вивільнених протонів може приєднуватися до молекул води з утворенням іона H3O+ . Іони H3O+ і ТO— більш рухливі, ніж інші однозарядні іони. Головною характеристикою, яка визначає придатність електроосмотичних мембран до фракціонування ізотопів водню, є їхня протонна провідність. Вивільнені протони мають аномально високу рухливість завдяки малим розмірам, тунельному та естафетному переміщенню через водневі зв'язки між сусідніми полярними групами в каналах протон-провідних мембран. Для забезпечення високої протонної провідності в порах і каналах мембран закріплюють речовини-модифікатори, що містять групи: –ОН- , –NH2, –NH, –SH, –COOH, –SO3H, кислі солі та оксиди, які містять поверхневі протон-провідні групи. Для створення протон-провідних мембран можливо використання поверхнево-модифікованого β-глинозему (β-Al2O3(H3O+ )) та протонованого (H3О+ ) монтморилоніту з іонною провідністю (5  103 – 4  104 Омсм–1). Найбільш ефективними є поверхневі модифікатори з негативно зарядженими сульфоновими групами. Накладання зовнішнього електричного поля призводить до руху іонів в електроліті, що зумовлює перерозподіл ізотопного співвідношення в прианодному та прикатодному просторах.ukізотопи воднюелектроосмотичні процесиелектролітфракціонуваннямембранипротонна провідністьhydrogen isotopeselectroosmotic processeselectrolytefractionationmembranesproton conductivityСтаття