Кафедра прикладной математики КубГУ
Google MapsEmailRSS
  • Кафедра
    • История
    • Дисциплины
    • Преподаватели
    • Наши выпускники
  • Мероприятия
  • Наука
    • Конференции
    • Научные издания
    • Разработки
    • Проекты
    • Статьи
  • Студентам
    • Образование
    • Предметы
    • Расписание
  • Галерея
    • Преподаватели
    • Конкурсы и конференции
  • Карта сайта
  • Контакты
30.12.2018
Проекты

Теоретическое и экспериментальное исследование возможности некаталитического расщепления воды в мембранных системах при интенсивных токовых режимах

30.12.2018
Проекты

Отчет по проекту № 18-58-16003, Заключительный отчет, 2018 г.

Отчет 2018 (18-58-16003)
Отчет 2018 (18-58-16003)
report-18-58-16003.docx
Version: 1
37.0 KiB
196 Downloads
Детали
Автор:Уртенов М.Х.
Платформы:Windows 8
Требования:Open Office
Категория:Science
Лицензия:Freeware
Дата:30.12.2018

Аннотация

В настоящее время электродиализные аппараты (ЭДА) эффективно используются для обессоливания и концентрирования растворов, селективного выделения определенных ионов. При этом для интенсификации этих процессов применяют токи, в несколько раз превышающие предельный электродиффузионный ток. При таких условиях возникают вторичные (или сопряженные) явления концентрационной поляризации: пространственный электрический заряд занимает макроскопическую область (расширенная область пространственного заряда), сравнимую с толщиной диффузионного слоя, происходит смещение pH раствора, которое объясняется расщеплением (диссоциацией) молекул воды, возникает электроконвективное перемешивание и другие явления. Расщепление воды в системах с ионообменными мембранами впервые наблюдали Фрилетт (1956 г.), Крессман и Тай (1956 г.), и с тех пор это явление интенсивно изучается. Начиная с работ Гребня и Саймонса (1979 г.), принято считать, что расщепление воды происходит в тонких слоях (1-10 нм) внутри мембран и что в этой реакции принимают каталитическое участие функциональные группы мембраны.

В ходе выполнения Проекта нами показано, что токи выше токов Харкаца, представляющей собой сумму предельного тока и тока экзальтации, для задач с учетом реакции диссоциации/рекомбинации молекул воды аналогичны запредельным токовым режимам без учета этой реакции. Таким образом, под запредельным режимом в моделях с учетом реакции диссоциации/рекомбинации молекул воды нужно понимать именно режим с токами выше токов Харкаца.

Основным результатом, полученным в ходе выполнения Проекта, является то, что в сверхпредельных токовых режимах при очень высоких скачках потенциала возможна интенсивная, практически необратимое, некаталитическое расщепление молекул воды, с максимально возможной константной скоростью, в растворе у межфазной границы, в расширенной области пространственного заряда (ОПЗ). Поскольку расширенная область пространственного заряда имеет размеры хотя и меньшие, но сопоставимые с диффузионным слоем, некаталитическое расщепление молекул воды обеспечивает потоки ионов водорода и гидроксила сопоставимые с экспериментально наблюдаемыми потоками. Эти результаты существенно дополняют современные представления о механизме генерации ионов Н+ и ОН– в мембранных системах, показывая, что этот процесс может протекать не только по общепринятому каталитическому механизму, но и по некаталитическому механизму, который в настоящее время не принимается во внимание. Причина некаталитического расщепления молекул воды в в расширенной области пространственного заряда, связано с тем, что в этой области напряженность электрического поля достигает таких больших значений, что концентраций ионов соли становится настолько малым, что становятся сопоставимы с концентрацией ионов водорода и гидроксила, а произведение концентраций ионов водорода и гидроксила становится значительно меньше постоянной равновесия kw>>C3C4, т.е. нарушается условие равновесия реакции диссоциации/рекомбинации в пользу диссоциации. Потоки ионов водорода и гидроксила в расширенной ОПЗ практически распределены по линейному закону.

В ходе выполнения Проекта установлены фундаментальные закономерности переноса ионов соли с учетом реакций диссоциации и рекомбинации молекул воды, принимая во внимание как каталитический, так и некаталитический механизмы расщепления воды, причем с учетом тепловых эффектов, связанных с реакцией диссоциации/рекомбинации молекул воды и джоулевым нагревом развитие теории переноса.

Полученные при этом фундаментальные знания могут быть полезны для оптимизации процессов переноса в мембранных системах, используемых в процессах электродиализа, нано/микрофлюидики, элекроосмоса, электрофореза и других.

Использование методов машинного обучения и искусственного интеллекта для анализа социально-экономического развития городских округов, районов и поселений Краснодарского края
Теоретическое и экспериментальное исследование вольтамперных характеристик электромембранных систем (промежуточный отчет)

Отзыв об упражнении Отменить ответ

Для отправки комментария вам необходимо авторизоваться.

Календарь

Март 2023
Пн Вт Ср Чт Пт Сб Вс
 12345
6789101112
13141516171819
20212223242526
2728293031  
« Фев    

Мета

  • Войти
  • Лента записей
  • Лента комментариев
  • WordPress.org

Архивы

Галерея

img_1553 image-04-12-13-10-58-1 mono-el-sys image-04-12-13-10-54-6_2 image-04-12-13-10-54-4_2

Страницы

  • Галерея
  • Дисциплины
  • История
  • Карта сайта
  • Контакты
  • Конференции
  • Мы сотрудничаем
  • Помощь
  • Преподаватели
  • Разработки
  • Расписание

Архив

  • Февраль 2023
  • Январь 2022
  • Декабрь 2021
  • Август 2021
  • Январь 2021
  • Август 2020
  • Январь 2020
  • Декабрь 2019
  • Декабрь 2018
  • Ноябрь 2016
  • Апрель 2016
  • Ноябрь 2015
  • Апрель 2015
  • Февраль 2015
  • Декабрь 2014
  • Ноябрь 2014
  • Февраль 2014
  • Январь 2014
  • Декабрь 2013
  • Декабрь 2012

Рубрики

  • На главную (1)
  • Научные издания (2)
  • Наши выпускники (4)
  • Образование (2)
  • Предметы (3)
  • Проекты (16)
  • Разработки (2)
  • Статьи (3)

Сайт

  • Войти
Яндекс.Метрика
© Кафедра прикладной математики КубГУ

Сайт размещен на хостинге 2domains.ru