Введение
1 Литературный обзор 14
1.1 Структура и строение мембран 14
1.2 Процессы, протекающие в мембранной системе при наложении электрического тока 19
1.2.1 Понятие диффузионного слоя. Концепция Нернста и концепция Левича 22
1.3 Использование переменных токов в электродиализе 26
1.3.1 Реверсивный ЭД 26
1.3.2 Пульсирующие токи 28
1.3.3 Применение нестационарных процессов в мембранной электрохимии 31
1.3.3.1 Хронопотенциометрия как метод исследования поведения мембран при электродиализе 32
1.3.3.2 Электрохимическая импедансная спектроскопия как метод исследования поведения мембран при электродиализе 36
1.3.4 Способ физико-математического описания ЭИС. Эквивалентные электрические схемы 40
2 Экспериментальное исследование импеданса 48
2.1 Исследуемые мембраны 48
2.2 Методика исследования 50
2.2.1 Импедансометр 53
2.3 Типичные результаты измерений 54
2.4 Метод обработки экспериментальных данных 56
3 Стационарная электродиффузия в системах с монополярными мембранами 59
3.1 Общая постановка задачи 59
3.2 Концентрационная поляризация под действием постоянного тока 64
4 Теоретическая модель импеданса и ее верификация 68
4.1 Определение комплексного импеданса 68
4.2 Колебания концентрации 68
4.3 Импеданс 70
4.4 Результаты и обсуждение 73
4.4.1 Расчет импеданса и верификация 73
4.4.2 Составляющие импеданса 82
4.5 Теоретическое обоснование разделения подведенного к мембранной системе тока на ток заряжения/смещения и ток проводимости/фарадеевский ток 85
4.5.1 Заряжение слоя 86
4.5.2 Импеданс половины ячейки 88
4.5.3 Импеданс системы 90
4.5.4 Эквивалентная схема 90
4.5.5 Сравнение с полным численным решением уравнений НИИ 92
4.5.6 Спектры импеданса при различных условиях 94
5 Анализ результатов теоретической обработки экспериментальных спектров импеданса. Зависимость толщины ДПС от плотности тока ... 101
5.1 Определение толщины ДПС по ширине спектра импеданса Варбурга 101
5.2 Определение толщины ДПС по точке максимума на спектре импеданса Варбурга 105
5.3 Способ определения толщины ДПС по данным ВАХ и ХП при предельных плотностях тока и плотностях тока близких к нулю 107
5.4 Зависимость толщины ДПС от плотности тока 116
5.5 Частотно-зависимые и частотно-независимые составляющие импеданса мембранной системы 118
Список использованных источников 123
Приложения 144
