Электрохимические и массообменные характеристики анионообменных мембран
Концентрационная зависимость коэффициентов массопереноса и чисел переноса противоионов для анионообменных мембран. Обессоливание раствора гидротартрата калия. Обессоливание раствора калия. Числа переноса ионов гидроксила в области предельных токов.
| Рубрика | Химия |
| Вид | дипломная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 09.09.2015 |
| Размер файла | 1,7 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Следует также принять во внимание, что в растворе присутствует до 13 % молекулярной формы винной кислоты, влияние которой на потоки ионов через анионообменную мембрану пока не совсем понятно.
Заключение
Так как подавляющее большинство исследований в области изучения мембранных процессов проведено в растворах NaCl, вместе с тем, наиболее часто ионообменные мембраны используются в амфолит содержащих растворах, когда транспорт ионов осложнён реакциями переноса протона, актуальность данной работы не вызывает сомнений.
Целью работы являлось изучение электрохимических характеристик и процесса массопереноса анионообменной мембраны AMX в растворе гидротартрата калия.
В ходе работы нами были выполнены все поставленные перед нами цели и задачи, что позволяет сделать следующие выводы:
- Предложена методика определения концентрационных зависимостей коэффициентов массопереноса и чисел переноса одно- и двухзарядных противоионов для анионообменных мембран, которые участвуют в обессоливании раствора гидротартрата калия.
- Показано, что в случае обессоливания 0,02 М раствора гидротартрата калия числа переноса ионов гидроксила являются высокими даже в области предельных токов.
- Вероятнее всего, в основе наблюдаемого явления лежит не усиление реакций протонирования - депротонирования фиксированных групп на границе мембрана/раствор (как в случае растворов NaCl), а депротонирование ионов дигидротартрата, которые затем переносятся через мембрану в виде двухзарядных ионов. Протоны же выносятся электрическим полем в обессоливаемый раствор.
Список использованных источников
1. Nikonenko, V.V. Intensive current transfer in membrane systems: Modelling, mechanisms and application in electrodialysis / V.V. Nikonenko, N.D. Pismenskaya, E.I. Belova, Ph. Sistat., P. Huguet, G. Pourcelly, Ch. Larchet // Adv. Colloid and Interface Sci. - 2010. - Vol. 160. - P.101-123.
2. Гельферих, Ф. Иониты. - М.: Иностр. лит., 1962. - 490 с.
3. Manzanares, J. Interfacial Kinetics and Mass Transport, Diffusion and migration / J. Manzanares, K. Kontturi // Encyclopedia of Electrochemistry / ed by M. Stratmann, E.J. Calvo. Indianapolis: Whiley Publishing Inc. - 2003. - Vol. 2. - P.81-121.
4. Хванг, Т. Мембранные процессы разделения / Т. Хванг, С. Каммермейер; под ред. Ю.И. Дытнерского. - М.: Химия, 1981. - 464 с.
5. Заболоцкий, В.И. Перенос ионов в мембранах / В.И. Заболоцкий, В.В. Никоненко. - М.: Наука, 1996. - 390 с.
6. Larchet, Ch. A simplified procedure for ion-exchange membrane characterization / Ch. Larchet, L. Dammak, B. Auclair, S. Parchikov, V.A. Nikonenko // New J. Chem. - 2004. Vol. 28. - P.1260-1267.
7. Koros, W.J. Terminology for membranes and membrane processes (IUPAC Recommendations 1996) / W.J. Koros, Y.H. Ma, T. Shimidzu // Pure Appl. Chem. - 1996. - Vol. 68, № 7. - P.1479-1489.
8. Strathmann, H. Ion-exchange membrane separation processes. Membrane Science and Technology Ser. 9. / H. Strathmann. - Amsterdam : Elsevier, 2004. - 360 p.
9. Rubinstein, I. Electro-osmotically induced convection at a permselective membrane / I. Rubinstein, B. Zaltzman // Phys. Rev. E. - 2000. Vol. 62, № 2. - P.2238-2251.
10. Дамаскин, Б.Б. Электрохимия / Б.Б. Дамаскин, О.А. Петрий, Г.А. Цирлина. - М.: Химия, 2001. - 624 с.
11. Peers, A.M. Membrane phenomena / A.M. Peers // Disk. Faraday Soc. - 1956. - Vol. 21. - P.124-125.
12. Гнусин, Н.П. Конвективно-диффузионная модель процесса электродиализного обессоливания. Предельный ток и диффузионный слой / Н.П. Гнусин, В.И. Заболоцкий, В.В. Никоненко, М.Х. Уртенов // Электрохимия. - 1986. - Т. 22, № 3. - С.298-302.
13. Ньюмен, Дж. Электрохимические системы / Под ред. Ю.А. Чизмаджиева. М.: Мир, 1977. ? 463 с.
14. Zabolotsky, V.I. Coupled transport phenomena in overlimiting current electrodialysis / V.I. Zabolotsky, V.V. Nikonenko, N.D. Pismenskaya, M.Kh. Urtenov, E.V. Laktionov, H. Strathmann, M. Wessling, G.H. Koops // Sep. Pur. Tech. - 1998. - Vol. 14. - P.255-267.
15. Forgacs, C. Polarization at Ion-Exchange Membranes in Electrodialysis / C. Forgacs, N. Ishibashi, J. Leibovitz, J. Sinkovic, K.S. Spiegler // Desalination. - 1972. - Vol. 10, № 2. - P.181-214.
16. Davis, T.A. Membrane technology in chemical industry / T.A. Davis, V. Grebenyuk, O. Grebenyuk. - Weinheim: Wiley-VCH, 2001. - 222 p.
17. Balster, J. Morphology and microtopology of cation-exchange polymers and the origin of the overlimiting current / J. Balster, M.H. Yildirim, D.F. Stamatialis, R. Ibanez, G.H. Lammertink, V. Jordan, M. Wessling // J. Phys. Chem. B. - 2007. - Vol. 111. - P.2152-2165.
18. Lu, J. Numerical simulation of the electrodeionization (EDI) process accounting for water dissociation / J. Lu, Y-X. Wang, J. Zhu // Electrochim. Acta - 2010. - Vol. 55, № 8. - P. 2673-2686.
19. Zaltzman, B. Electroosmotic slip and electroconvective instability / B. Zaltzman, I. Rubinstein // J. Fluid Mech. - 2007. - Vol. 579. - P.173-226.
20. Belova, E.I. Effect of anion-exchange membrane surface properties on mechanisms of overlimiting mass transfer / E.I. Belova, G.Yu. Lopatkova, N.D. Pismenskaya, V.V. Nikonenko, C. Larchet, G. Pourcelly // J. Phys. Chem. B. - 2006. - Vol. 110, № 27. - P.13458-13469.
21. Shaposhnik, V.A. The interferometric investigations of electromembrane processes / V.A. Shaposhnik, V.I. Vasil'eva, O.V. Grigorchuk // Adv. Colloid Interface Sci. - 2008. - Vol. 139. - P.74-82.
22. Xu, T. Ion exchange membranes: State of their development and perspective / T. Xu // J. Membr. Sci. - 2005. - Vol. 263. - P. 1-29.
23. Письменская Н.Д. Сопряжённая конвекция раствора у поверхности ионообменных мембран при интенсивных токовых режимах / Н.Д. Письменская, В.В. Никоненко, Е.И. Белова, Г.Ю. Лопаткова, Ф. Систа, Ж. Пурсели, К. Ларше // Электрохимия. - 2007. - Т. 43, № 3. - С.325-345.
24. Simons, R. Electric field effects on proton transfer between ionizable groups and water in ion exchange membranes // Electrochimica Acta. - 1984. - Vol. 29. - P. 151-158.
25. Заболоцкий, В.И. Диссоциация молекул воды в системах с ионообменными мембранами / В.И. Заболоцкий, Н.В. Шельдешов, Н.П. Гнусин // Успехи химии. - 1988. - Т. 57. - С.1403-1414.
26. Strathmann, H. Limiting current density and water dissociation in bipolar mem-branes / H. Strathmann, J.J. Krol, H.-J. Rapp, G. Eigenberger // J. Membr. Sci. - 1997. - Vol. 125, N 1. - P.123-142.
27. Krol, J.J. Concentration polarization with monopolar ion exchange membranes: current-voltage curves and water dissociation / J.J. Krol, M. Wessling, H. Strathmann // J. Membr. Sci. - 1999. - Vol. 162, N 1/2. - P.145-154.
28. Danielsson, C.O. A model for the enhanced water dissociation on monopolar membranes / C.O. Danielsson, A. Dahlkild, A. Velin, M. Behm // Electrochim. Acta. - 2009. - Vol. 54. - P. 2983-2991.
29. Умнов, В.В. Вольт-амперная характеристика области пространственного за-ряда биполярной мембраны / В.В. Умнов, Н.В. Шельдешов, В.И. Заболоцкий // Электрохимия. - 1999. - Т. 35, № 8. - С. 871-878.
30. Hurwitz, H.D. Experimental and theoretical investigations of steady and transient states in systems of ion exchange bipolar membranes / H.D. Hurwitz, R. Dibiani // J. Membr. Sci. ? 2004. ? Vol. 228. ? P.17-43.
31. Hamann, C.H. Electrochemistry / C.H. Hamann, A. Hamnett, W. Vielstich. ? VCH: Wiley, Weinheim, 1998. - 423 p.
32. Заболоцкий, В.И. Исследование влияния природы ионогенных групп мембран на процесс диссоциации воды и перенос ионов электролита методом вращающегося мембранного диска / В.И. Заболоцкий, М.В. Шарафан, Н.В. Шельдешов // Электрохимия. - 2008. - Т. 44, № 10. С. - С. 1213-1220.
33. Харкац, Ю.И. О механизме возникновения запредельных токов на границе ионообменнная мембрана/электролит / Ю.И. Харкац // Электрохимия. - 1985. - Т.21, № 7. - С.974-977.
34. Волгин, В.М. Естественно-конвективная неустойчивость электрохимических систем / В.М. Волгин, А.Д. Давыдов // Электрохимия. - 2006. - Т. 42, № 6. - С.635-678.
35. Волгин В.М., Давыдов А.Д. // Электрохимия. 2006. Т. 42, № 6. С. 567.
36. Pismenskiy, A.V. Mathematical modelling of gravitational convection in electrodialysis processes / A.V. Pismenskiy, V.V. Nikonenko, M. A.-K. Urtenov, G. Pourcelly // Desalination. - 2006. - Vol. 192. - P.374-379.
37. Lue, S.J. Pervaporation of benzene/cyclohexane mixtures using ion-exchange membrane containing copper ions / S.J. Lue, F.J. Wang, S.-Y. Hsiaw // J. Membr. Sci. - 2004. - Vol. 240. - P. 149-158.
38. Волков, А.И. Большой химический справочник / А.И. Волков, И.М.Жарский.- М.: Современная школа. - 2005. - 608с. - ISBN985-6751-04-7. D.R. Lide, CRC Handbook of chemistry and physics, CRC Press, New York.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Измерение удельной электропроводности анионообменных мембран МА-41-2П, модифицированных в сополимерах диметилдиаллиламмоний хлорида акриловой или малеиновой кислот с помощью пинцетной ячейки разностным методом, и сравнение их с исходными мембранами.
курсовая работа [1,3 M], добавлен 18.07.2014Понятие и виды ионообменных мембран. Рассмотрение основ применения мембранных процессов в области защиты окружающей среды. Проверка гипотезы стерического механизма отравления ионообменных мембран на примере антоциан, входящих в состав виноматериалов.
дипломная работа [6,6 M], добавлен 17.04.2015Технологический, полный тепловой расчет однокорпусной выпарной установки непрерывного действия для выпаривания водного раствора нитрата калия. Чертеж схемы подогревателя начального раствора. Определение температур и давлений в узловых точках аппарата.
курсовая работа [404,1 K], добавлен 29.10.2011Расчет установки для непрерывного выпаривания раствора нитрата калия, для непрерывного концентрирования раствора нитрата аммония в одном корпусе. Определение температур и давлений. Расчет барометрического конденсатора и производительности вакуум насоса.
курсовая работа [529,5 K], добавлен 15.12.2012Блок-схема получения хлорида калия методом галургии, основанным на различной растворимости KCl и NaCl в воде при повышенных температурах. Получение хлорида калия из сильвинита, операции выщелачивания, промывки отвала и осветления насыщенного раствора.
контрольная работа [885,1 K], добавлен 19.12.2016Мембранные системы водоподготовки. Исследование диффузионной проницаемости анионообменных мембран. Разработка алгоритма расчета электропроводности, концентраций анионов и молекулярной формы ортофосфорной кислоты в тракте с принимающей стороны мембраны.
курсовая работа [708,1 K], добавлен 18.03.2016Конденсация противоионов, солюбилизация гидрофобных веществ в мицеллах. Зависимость солюбилизации красителя от концентрации растворов алканоатов калия. Размер и структура мицелл. Геометрические принципы упаковки цепей. Полярные и неполярные растворители.
контрольная работа [1,1 M], добавлен 04.09.2009Значение ионофоров в исследовании функционирования биологических мембран, их химическая природа и классификация. Стадии механизма переноса ионов. Препараты, функционально разобщающие окислительное фосфорилирование, их назначение и механизм действия.
доклад [496,3 K], добавлен 16.12.2009Условные показатели качества питьевой воды. Определение органических веществ в воде, ионов меди и свинца. Методы устранения жёсткости воды. Способы очистки воды. Приготовление рабочего раствора сернокислого калия. Очистка воды частичным замораживанием.
практическая работа [36,6 K], добавлен 03.12.2010Источники появления нитратов; их негативное влияние на природу. Экологические последствия распространения азотной кислоты. Электродиализ как метод удаления ионных примесей из раствором. Исследование процесса электродиализного обессоливания хлорида натрия.
курсовая работа [193,9 K], добавлен 18.07.2014Содержание калийсодержащего минерала – ортоклаза в земной коре, его превращение в каолин (разновидность глины), песок и поташ. Участие ионов калия в биохимических процессах растений. Виды калийных удобрений для почвы. Калий в организме человека.
реферат [22,8 K], добавлен 23.01.2010Качественный и количественный анализ образца - мелкодисперсный порошок бордово-коричневого цвета. Окислительно-восстановительное титрование. Определение массы чистого железа. Приготовление стандартного раствора дихромата калия и растворение образца.
контрольная работа [50,5 K], добавлен 25.05.2016Методика іммобілізації полімерних міцел з альфа-амілазою на поверхню полісульфонових мембран. Вплив тривалості процесу ультрафіолетового випромінювання на каталітичну активність ферменту. Ознайомлення із способами модифікації мембран; їх властивості.
курсовая работа [924,7 K], добавлен 14.07.2014Медь, электронное строение и свойства. Электрохимический синтез и его применение для получения координационных соединений. Определение концентрации соляной кислоты и раствора гидроксида калия. Спектрофотометрическое и ИК-спектроскопическое исследования.
дипломная работа [2,9 M], добавлен 09.10.2013Классификация методов окислительно-восстановительного титрования. Факторы, оказывающие влияние на скорость реакции. Специфические и редокс-индикаторы. Сущность перманганатометрии, иодометрии, дихроматометрии. Приготовление раствора дихромата калия.
презентация [940,6 K], добавлен 19.03.2015Выбор электрохимических систем и состава активных материалов твердоконтактных ПАВ-селективных сенсоров (природа электронных проводников, электродно-активных соединений, соотношение компонентов мембран). Электрохимические характеристики ПАВ-сенсоров.
автореферат [28,5 K], добавлен 17.10.2009Исследование корреляционной связи примесей бромид-ионов в галитовом отвале; определение коэффициентов корреляции его компонентов. Динамика содержания хлорида натрия, бромид-иона, хлорида магния с увеличением или уменьшением примеси хлорида калия и воды.
контрольная работа [20,2 K], добавлен 28.05.2012Характеристика процесса ионного произведения воды. Определение рН раствора при помощи индикаторов и при помощи универсальной индикаторной бумаги. Определение рН раствора уксусной кислоты на рН-метре. Определение рН раствора гидроксида натрия на рН-метре.
лабораторная работа [25,2 K], добавлен 18.12.2011Понятие и принципы разработки мембранных технологий, сферы и особенности их практического применения, оценка главных преимуществ и недостатков. Физико-химические свойства мембран. Условия применения полимерных мембран в современном сельском хозяйстве.
курсовая работа [113,6 K], добавлен 15.11.2014Общая характеристика калия как химического элемента, причины и уровень его реактивности. Распространение в природе калия, своеобразность его геохимического цикла, описание и оценка основных месторождений. Поведение в различных геологических процессах.
реферат [30,5 K], добавлен 06.12.2010
