Введение
1. Теоретическое и экспериментальное исследование явлений переноса в электрохимических системах (обзор литературы) 18
1.1. Основные закономерности конвективно-диффузионного переноса... 18
1.1.1. Теория конвективной диффузии 18
1.1.2. Концепция диффузионного пограничного слоя и её развитие... 23
1.1.2.1. Понятие диффузионного слоя 23
1.1.2.2. Предельный диффузионный ток и толщина диффузионного пограничного слоя 30
1.1.2.3. Диффузионный пограничный слой с нарушенной электронейтральностью 36
1.1.2.4. Гетеролитическая реакция диссоциации воды и структура диффузионного пограничного слоя 44
1.1.3. Эмпирические обобщения явлений тепло- и массопереноса 50
1.2. Визуализация диффузионных процессов в гетерогенных системах... 55
1.2.1. Концентрационные поля в электрохимических системах 57
1.2.2. Гидродинамические явления на межфазной границе 73
1.2.2.1. Визуализация течения 74
1.2.2.2. Гидродинамическая неустойчивость электрохимических систем 78
2. Объекты и методы исследования 98
2.1. Ионообменные мембраны и методы исследования их характеристик 98
2.1.1. Равновесные характеристики мембран 101
2.1.2. Методы исследования электрохимических характеристик ионообменных мембран 113
2.1.2.1. Вольтамперные характеристики электромембранных систем. 113
2.1.2.2. Аналитический метод измерения чисел переноса ионов через ионообменную мембрану 114
2.2. Локально-распределительный анализ растворов в мембранных системах методом лазерной интерферометрии 117
2.2.1. Принципы локального анализа растворов методом одночас-тотной лазерной интерферометрии 117
2.2.2. Аналитические возможности и ограничения метода многочастотной лазерной интерферометрии 127
2.2.3. Метрологические характеристики лазерно-интерферометри-ческого локального анализа растворов 135
2.2.4. Интерферометрический метод измерения локальных чисел переноса в растворах на границе с ионообменными мембранами 148
2.2.5. Методика комплексного изучения концентрационных полей и визуализации гидродинамического состояния межфазных границ, измерения электрохимических и температурных характеристик электромембранной системы 154
2.3. Спектроскопия шумов в электромембранных системах 160
2.4. Компонентный анализ растворов и ионообменников 161
3. Концентрационные поля в растворах на границе с ионообменными мембранами и верификация математических моделей электродиффузионного переноса 166
3.1. Концентрационное поле растворов при нестационарном электродиализе 168
3.2. Диффузионные пограничные слои при стационарном электродиффузионном переносе 179
3.2.1. Концентрационные поля растворов при электродиализе со свободным межмембранным пространством в ламинарном гидродинамическом режиме 179
3.2.2. Концентрационные профили растворов электролитов разной природы на границе с ионообменными мембранами 192
3.2.3. Диффузионные пограничные слои при транспорте алифатических кислот в электромембранных системах 200
3.3. Локальный массоперенос при электродиализе с ионообменными мембранами и ионопроводящими спейсерами 209
3.3.1. Концентрационное распределение в канале электродиализатора с ионообменными мембранами и спейсерами в межмембранном пространстве 216
3.3.2. Локальные характеристики массопереноса (числа Шервуда) в канале с ионопроводящими спейсерами 221
3.3.3. Влияние геометрических параметров спейсеров на массоперенос при электродиализе 224
3.4. Распределение концентраций в диффузионном пограничном слое при стационарной электродиффузии тернарного электролита 226
4. Диффузионные пограничные слои и предельное состояние электромембранных систем 241
4.1. Интерферометрический метод изучения предельного состояния на ионообменных мембранах 241
4.2. Особенности предельного состояния в электромембранных системах со слабыми электролитами 261
4.3. Диффузионные пограничные слои при электромиграции амфолитов через ионообменные мембраны 266
4.4. Парциальные предельные диффузионные токи в системе раствор тернарного электролита - ионообменная мембрана 274
4.5. Локальная скорость предельного диффузионного массопереноса в электромембранных системах 276
5. Явления переноса в электромембранных системах при высокоинтенсивных токовых режимах 284
5.1. Концентрационные и температурные поля при токах выше предельного диффузионного 284
5.2. Диффузионные пограничные слои на границе ионообменная мембрана - раствор при высокоинтенсивных токовых режимах электродиализа 290
5.2.1. Диффузионные пограничные слои на различных этапах поляризации электромембранной системы 291
5.2.2. Автоколебательный характер концентрационного поля электромембранной системы при высокоинтенсивных токовых режимах. 297
5.2.3. Влияние внешних факторов на образование и развитие вторичной конвекции на границе ионообменная мембрана-раствор 311
5.3. Колебательная неустойчивость стратифицированных электромем бранных систем 315
6. Диффузия в ионообменных мембранах 350
6.1. Концентрационные поля в растворах при стационарной молекулярной диффузии через ионообменные мембраны 351
6.2. Коэффициенты молекулярной диффузии в селективных мембранах - оптический метод измерения и обсуждение результатов 360
6.3. Сопряжённый мембранный транспорт 369
6.3.1. Ускорение диффузии аминокислот в ионообменных мембранах 371
6.3.2. Взаимное влияние аминокислоты и моносахарида при диффузии через сульфокатионообменную мембрану 387
6.3.3. Диализ смеси фенилаланина с минеральными компонентами... 401
Выводы 409
Список использованных источников 412
Приложения 475
