GOTTA CATCH ‘EM: Afstemmen van ionselectiviteit in capacitieve deïonisatie met behulp van polyelektroliet-multilagen

Samenvatting

Het scheiden van geladen deeltjes (ionen) van water is van belang voor diverse milieu-, industriële en agrarische toepassingen. Voorbeelden zijn het verlagen van de natriumconcentratie in irrigatiewater, het verwijderen van gevaarlijke metalen (bijvoorbeeld arseen) en het winnen van hoogwaardige metaalionen (bijvoorbeeld lithium) en nutriënten (bijvoorbeeld fosfaat) uit water. Om ionen uit water te verwijderen hebben we een ontziltingstechniek gebruikt, capacitieve deïonisatie (CDI). Hierbij worden geladen, poreuze elektroden ingezet waaraan ionen reversibel elektro-adsorberen. CDI heeft een lage energiebehoefte, vereist geen warmte of agressieve chemicaliën om de elektroden te regenereren, maar heeft een beperkte ionselectiviteit. Voor dit doel hebben we het gebruik van
polyelektroliet multilagen (PEMs) in CDI onderzocht. PEMs gedragen zich als een soort filter door bepaalde ionen af te stoten, bijvoorbeeld vanwege hun grotere omvang en/of hogere ladingsgraad, terwijl andere ionen er wel doorheen kunnen. De focus van dit proefschrift ligt op het afstemmen van de eigenschappen van de multilagen (bijv. laagdikte, lading van de buitenste laag) om de ionenselectiviteit te controleren. Ook zijn polyelektrolieten voorzien van ion-selectieve receptoren
waarmee gefunctionaliseerde multilagen werden vervaardigd waarvan vervolgens de interacties met verschillende ionen is bestudeerd.