ВВЕДЕНИЕ.............................................................................................................. 5
1 Литературный обзор ......................................................................................... 13
1.1 Ионообменные мембраны........................................................................ 13
1.2 Строение биполярных мембран............................................................... 13
1.3 Процессы, протекающие в биполярных мембранах под действием
электрического тока.................................................................................. 17
1.4 Получение биполярных мембран............................................................ 19
1.5 Методы исследования биполярных мембран......................................... 25
1.5.1Метод вольтамперометрии .............................................................. 25
1.5.2Метод электрохимического импеданса .......................................... 27
1.5.3 Исследование диффузионной проницаемости ионообменной
мембраны........................................................................................... 28
1.5.4Измерение чисел переноса через мембрану................................... 29
1.6 Процессы с применением биполярных мембран................................... 31
2 Объекты и методы исследования .................................................................... 36
2.1 Биполярные гетерогенные мембраны..................................................... 36
2.2 Исследования биполярных мембран с помощью импедансной
спектроскопии ........................................................................................... 40
2.3 Метод определения коэффициента диффузии кислоты через
катионообменную мембрану и гидроксида натрия через
анионообменную мембрану..................................................................... 43
2.4 Метод определения эффективных чисел переноса ионов через
биполярную мембрану.............................................................................. 45
2.5 Расчет основных характеристик электродиализного аппарата с
биполярными мембранами....................................................................... 47
3 Электрохимические характеристики модифицированной биполярной
мембраны ........................................................................................................... 54
3.1 Получение модифицированной гетерогенной биполярной
мембраны ................................................................................................... 543
3.2 Теоретическая часть.................................................................................... 57
3.2.1 Строение биполярной области гетерогенной биполярной
мембраны, содержащей каталитическую добавку ........................ 57
3.2.2 Вольтамперная характеристика биполярной области
гетерогенной биполярной мембраны, содержащей
каталитическую добавку.................................................................. 59
3.2.3 Электрическая проводимость биполярной области гетерогенной
биполярной мембраны, содержащей каталитическую добавку... 66
3.2.4 Уравнение зависимости электрической проводимости
биполярной области гетерогенной биполярной мембраны от
массы внесённой в неё каталитической добавки........................... 67
3.2.5 Метод расчета констант реакции диссоциации молекул воды в
биполярной области биполярных мембран.................................... 71
3.3 Сравнение электрохимических характеристик модифицированной
биполярной мембраны и промышленных гетерогенных
биполярных мембран................................................................................ 72
3.4 Диффузионный перенос кислот через катионообменные мембраны
и щелочи через анионообменные мембраны ......................................... 78
3.5 Сравнение эффективных чисел переноса ионов соли через
модифицированную биполярную мембрану и промышленные
гетерогенные мембраны........................................................................... 83
4 Характеристики лабораторного электродиализного аппарата с
гетерогенными биполярными мембранами.................................................... 88
4.1 Характеристики электродиализных процессов получения азотной
кислоты и гидроксида натрия из нитрата натрия, а также соляной
кислоты и гидроксида натрия из хлорида натрия ................................. 88
4.2 Характеристики электродиализного процесса получения серной
кислоты и гидроксида натрия из раствора сульфата натрия................ 974
4.3 Электродиализный процесс получения азотной кислоты и
гидроксида натрия из раствора нитрата натрия, содержащего
борную кислоту....................................................................................... 103
4.4 Сравнение характеристик электродиализных процессов получения
кислот и щелочи из растворов солей с использованием
модифицированной биполярной мембраны......................................... 108
ЗАКЛЮЧЕНИЕ ................................................................................................... 113
Список использованной литературы................................................................. 115
