Введение
Глава 1. Обзор литературы
1.1. Ультрадисперсные металлы и основные направления их практического испол ьзоваї і ия 12
1.2. Синтез металлсодержащих ЭИ 15
1.3. Физико-химические параметры и структура металлсодержащих ЭИ 17
1.4. Кинетика и динамика восстановительной сорбции кислорода медьсодержащим и ЭИ 19
1.4.1. Механизм восстановительной сорбции кислорода 19
1.4.2. Кинетические модели восстановительной сорбции кислорода 23
1.4.3. Динамические модели восстановительной сорбции кислорода 30
1.5. Современные подходы к рассмотрению структуры сорбентов 31
1.6. Заключение 34
Глава 2. Объекты и методы исследования
2.1. Синтез медьсодержащих ЭИ 36
2.1.1. Основные характеристики КУ-23 15/100 и его подготовка к работе 36
2.1.2. Химическое осаждение меди в ионообменную матрицу 37
2.1.3. Определение количества осажденной в ионообменник меди 39
2.1.4. Исследование скорости восстановления ионов меди в сульфокатионообменнике 40
2.1.5. Рентгенографическое исследование ЭИ 41
2.1.6. Микроскопическое исследование ЭИ 42
2.2. Исследование кинетики восстановления кислорода медьсодержащим ЭИ 43
2.2.1. Скорость поглощения кислорода 43
2.2.2. Исследование состава продуктов окисления ЭИ 45
2.2.3. Определение коэффициента диффузии молекулярного кислорода в зернах КУ-23 15/100 47
2.3. Динамика восстановления кислорода медьсодержащим ЭИ 49
2.4. Выводы 49
Глава 3. Химическое осаждение меди в ионообменную матрицу
3.1. Механизм восстановления ионов меди всульфокатиоиообменнике 52
3.2. Влияние аминоуксусной кислоты на процесс синтеза медьсодержащего ЭИ 56
3.2.1. Расчет ионных равновесий системы ионы меди (П)-вода-глицин 56
3.2.2. Влияние аминоуксусной кислоты на количество осажденного метала, его дисперсность и распределение по зерну 57
3.3. Скорость восстановления ионов меди всульфокатиоиообменнике 61
3.4. Характеристики полученных образцов ЭИ 66
3.5. Выводы 67
Глава 4. Кинетика восстановления кислорода из воды ультрадисперсной медью в ионообменной матрице
4.1. Продукты окисления медьсодержащего ЭИ в различных ионных формах (H+,Na+) 69
4.2. Зависимость скорости окисления ЭИ с различным размером зерна от дисперсности и распределения меди 72
4.3. Определение кинетических параметров восстановления кислорода медьсодержащим ЭИ 74
4.3.1. Смешаннодиффузионная модель с мгновенной окислительно-восстановительной реакцией 76
4.3.2. Кинетические параметры окисления дисперсной меди 79
4.3.3. Внутридиффузионно-кинетическая модель 82
4.3.4. Смешаннодиффузионная модель с последовательной окислительно-восстановительной реакцией 85
4.3.5. Недостатки кинетических моделей 86
4.4, Определение коэффициента диффузии молекулярного кислорода в зерне ионообменника 88
4.5. Выводы 99
Глава 5. Математическое описание восстановительной сорбции молекулярного кислорода с учетом размера частиц и распределения металла в зернах редокс-сорбента
5.1. Модель сорбциоиной системы 101
5.2. Математическая формулировка задачи 103
5.3. Анализ результатов численного моделирования 109
5.4. Выводы 114
Глава 6. Приложение математической модели к процессу восстановительной сорбции кислорода медьсодержащим электроноионообменником
6.1. Постановка и решение обратной кинетической задачи 115
6.2. Вклад дисперсности и распределения меди в общую скорость восстановительной сорбции кислорода 119
6.3. Динамика сорбции кислорода слоем медьсодержащего ЭИ с различной дисперсностью и распределением металла 122
6.3.1. Математическая формулировка задачи 122
6.3.2. Анализ результатов численного моделирования 123
6.3.3. Экспериментальные результаты 125
6.3.4. Сопоставление расчетных и экспериментальных выходных кривых 130
6.4. Выводы 134
Общие выводы 135
Список литературы 138
