Влияние соединений d-металлов на скорость диссоциации молекулы воды в биполярной мембране

дипломная работа

ВВЕДЕНИЕ

Биполярные гетерогенные мембраны (БПМ) -- бислойные композиты, которые состоят из катионообменного и анионообменного слоёв. На границе этих слоёв возникает область пространственного заряда, в которой при прохождении электрического тока протекает реакция диссоциации молекул воды с образованием ионов водорода и гидроксила. На использовании этой реакции основаны многочисленные применения биполярных мембран: получение неорганических и органических кислот, оснований и щелочей из солей, коррекция рН водных растворов, получение деионизованной воды, удаление углекислого газа из воздуха.

Константа скорости диссоциации молекулы воды в области пространственного заряда определяет напряжение на БПМ: чем она больше, тем меньше напряжение на мембране. От величины рабочего напряжения на мембране зависит возможность применения БПМ в технологическом процессе. Известно, что снизить напряжение на мембране позволяют органические и неорганические соединения, введённые в её биполярную область. В настоящее время наиболее дешёвыми и доступными добавками являются гидроксиды металлов.

Изменение скорости диссоциации молекулы воды на границы мембрана - раствор по сравнению со скоростью диссоциации молекулы воды в водных растворах исследовалось многими авторами. При этом изучалось влияние на диссоциацию как ионогенных групп мембран, так и каталитических добавок органической и неорганической природы, введённых в биполярную область мембраны. Диссоциация молекул воды исследовались как в монополярных, так и в биполярных мембранах.

Многими авторами исследовались электрохимические характеристики мембран с каталитической добавкой в виде малорастворимых гидроксидов и их влияние на скорость диссоциации молекулы воды. Но количество и размер частиц этих соединений не учитывался или не мог быть определён.

Поэтому целью данной работы являлось:

- исследовать влияние малорастворимых гидроксидов d-металлов различной природы, при условии, что количества внесённых гидроксидов и гранулометрический состав порошков одинаковы, на электрохимические характеристики биполярных мембран: на частотные спектры электрохимического импеданса, парциальные вольт-амперные характеристики биполярных областей мембран и эффективные скорости диссоциации молекул воды в биполярных мембранах;

- исследовать влияние количества внесённого гидроксида железа (III) заданного гранулометрического состава на электрохимические характеристики биполярных мембран.

Задачей работы являлась разработка метода выделения заданной фракции из исходного порошка гидроксида металла, а также разработка способа нанесения этого гидроксида на поверхность мембраны.

Делись добром ;)