Дипломная работа на тему: Влияние соединений d-металлов скорость диссоциации молекулы воды в биполярной мембране

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.

Оглавление

- Введение.

- Аналитический обзор.

- Строение и свойства биполярных мембран.

- Строение и свойства монополярных областей.

- Механизм диссоциации воды в биполярных мембранах.

- Катализ диссоциации воды в биполярных мембранах.

- Катализ диссоциации воды ионогенными группами в биполярных мембранах.

- Катализ диссоциации воды малорастворимыми гидроксидами d-металлов.

- Процессы с применением биполярных мембран.

- Методы исследования биполярных мембран.

- Метод вольт-амперометрии.

- Метод частотного спектра электрохимического импеданса.

- Экспериментальная часть.

- Объекты исследования.

- Методика синтеза гидроксидов переходных металлов.

- Методика фракционирования порошков гидроксидов переходных металлов.

- Методика определения гистограммы распределения числа частиц порошка по диаметрам.

- Методика получения биполярных мембран.

- Методика измерения электрохимического импеданса.

- Методика расчета парциальных по перенапряжению вольт-амперных характеристик биполярных мембран.

Заключение

Разработан метод и изготовлена лабораторная установка для разделения порошков на фракции по размерам частиц и равномерного нанесения частиц на мембраны. Метод и установка использованы для получения фракций гидроксидов тяжёлых металлов с диаметром частиц в диапазоне 0-5 мкм и нанесения их на катионообменную мембрану, которая использовалась для получения модифицированных биполярных мембран.

Обнаружено, что введение малорастворимых гидроксидов d-металлов (хрома (III), кобальта (III), железа (III), никеля(II)) в виде порошка массой 25 мг/дм2 в область контакта катионообменной и анионообменной мембраны в биполярной мембране уменьшает перенапряжение на ней с 9,0 В на исходной мембране до 8,0-6,7 В при плотности тока 2 А/дм2. Показано, что введение малорастворимых гидроксидов хрома (III), кобальта (III), железа (III), никеля(II) в биполярную область мембран примерно на порядок (с 6 с-1 до 39-54 с-1) увеличивает эффективную константу скорости диссоциации молекул воды.

Список литературы

- Ганыч В.В. Электролитическая диссоциация молекул воды в системе раствор - анионообменная мембрана МА-40 , модифицированная ионами переходных металлов / В.В. Ганыч, Н.В. Шельдешов, В.И. Заболоцкий // Электрохимия. 1992. Т. 28, 9. С.

- Гельферих Ф. Иониты. - М.: ИЛ. 1962. С.

- Графов Б.М. Электрохимические цепи переменного тока / М.Б.М. Графов, Е.А Укше: "Наука". 1973. 128с.

- Гребень В.П. Влияние природы ионита на числа переноса ионов через биполярные ионообменные мембраны / В.П. Гребень, И.Г Косякова, Пивоваров Н.Я. // Журн. прикл. химии. 1981. 2. С.

- Гребень В.П. Влияние природы ионита на физико-химические свойства биполярных ионообменных мембран / В.П. Гребень, Н.Я. Пивоваров, Н.Я. Коварский, Г.З. Нефедова // Журн. физич. химии. - 1978.Т.52. Вып. 10. - С.

- Гребенюк В.Д. Исследование биполярных мембран при высоких плотностях тока // В кн. Физико-химическая механика и лиофильность дисперсных систем. В.Д. Гребенюк, С.И. Муха, Л.И. Кошечкина. Киев: Наукова Думка, 1971. 2. С.