Введение
Глава 1. Современные проблемы физикохимии электроноионоообменных процессов (Обзор литературы) 13
1.1. Общая характеристика редокс-сорбентов 13
1.1.1. Основные классы редокс-сорбентов 13
1.1.2. Физико-химические параметры и структура медьсодержащих электроноионообменников (ЭИ) 13
1.2. Восстановление кислорода электроноионообменниками 16
1.2.1. Термодинамика восстановления кислорода на ЭИ 16
1.2.2. Кинетика окислительно-восстановительных процессов на ЭИ 17
1.2.3. Динамика окислительно-восстановительных процессов на ЭИ 23
1.3. Электросорбция кислорода на металлсодержащих ЭИ 25
1.3.1. Электровосстановление кислорода 25
1.3.2. Кинетика и динамика электросорбции кислорода на медьсодержащих ЭИ 28
1.4. Заключение 30
Глава 2. Исследуемые системы и экспериментальные методы 32
2.1. Свойства и строение медьсодержащего редоксита ЭИ-21 32
2.2. Методика регенерации электроноионообменника 34
2.3. Методика синтеза электроноионообменника с поверхностным распределением меди
2.4. Определение редокс-емкости 36
2.5. Методы исследования кинетики и динамики окислительно-восстановительных процессов на редокситах 37
2.6. Микроскопический метод определения координат реакции 40
2.7. Описание эксперимента и установок для исследования кинетики и динамики восстановительной электросорбции кислорода на редоксите 42
2.7.1. Общие методы экспериментального исследования электрохимических процессов, осложненных химической реакцией 42
2.7.2. Описание установки для исследования распределения концентрации окислителя, потенциала и тока по высоте реактора 44
2.7.3. Описание установки для исследования электросорбции кислорода на зернистом слое ЭИ в динамических условиях 46
Глава 3 Кинетика и динамика восстановительной сорбции молекулярного кислорода медь содержащими электроноионообменниками 48
3.1. Задача кинетики восстановительной сорбции молекулярного окислителя металлсодержащими электроноионообменниками различной геометрической формы (плоские мембраны, цилиндрические волокна, сферические зерна)
3.1.1. Обоснование кинетической модели 48
3.1.2. Плоские мембраны. Математическая постановка задачи 50
3.1.3. Аналитическое решение задачи 5 4
3.1.4. Анализ кинетической модели 57
3.1.5. Цилиндрические волокна 66
3.1.6. Сферические зерна 68
3.2. Численное решение обратной кинетической задачи 71
3.2.1. Методика компьютерного эксперимента 71
3.2.2. Приложение задачи кинетики восстановительной сорбции к процессу поглощения кислорода из воды медьсодержащим электроноионообменником ЭИ-21-75. Статические условия 74
3.2.3. Критерий Био 80
3.2.4. Кинетика процесса в тонком зернистом слое 83
3.3. Расчет выходных кривых сорбции кислорода и сопоставление с динамическим экспериментом 87
3.3.1. Теоретическое описание динамики восстановления кислорода на зернистом слое стадийно окисляющегося ЭИ 87
3.3.2. Экспериментальное исследование динамики сорбции кислорода 90
3.3.3. Исследование динамики сорбции кислорода при различных соотношениях кинетических параметров парциальных процессов. Роль внешнедиффузионных ограничений 93
Глава 4 Кинетика и динамика восстановительной электросорбции молекулярного кислорода медьсодержащими электроноионообменниками 99
4.1. Кинетика электросорбции кислорода на медьсодержащем электроноионоообменнике 99
4.1.1. Поляризационные характеристики тонкого зернистого слоя 99
4.1.2. Природа предельного тока 102
4.2. Распределение тока в процессе электросорбции кислорода на зернистом слое медьсодержащего электроноионоообменника 114
4.2.1. Поляризационные характеристики зернистого слоя 114
4.2.2. Механизм процесса 121
4.3. Расчет динамических параметров электросорбции кислорода 124
Заключение. Прогнозирование условий эффективной сорбции молекулярного кислорода из воды 131
Выводы 137
Список литературы
