Search academic texts

Registration Number

0824U000835, PhD dissertation

Title

Determination of ion transfer numbers in polymer membranes and ionic liquids by computer resistometry method

Author

Serhii Koshel,

popup.head Oleg V. Chervakov
popup.opponent Yurii K. Pirskyy
popup.opponent Hennadii H. Tulskyi
popup.review Volodymyr H. Nefedov
popup.review Dmytro Hyrenko

Status

Доктор філософії, 161, Хімічні технології та інженерія

Date

30-01-2024

Description

Аналіз здатності іонообмінних мембран і смол до іонного обміну є важливим завданням для обов’язкової регулярної процедури атестації діючого обладнання. Це обумовлено значними цінами на промислові іонообмінні смоли, особливо продукцію ведучих закордонних виробників. Підтримання нормального режиму їх роботи робить особливо важливими вимоги до аналізу і контролю якості іонообмінних матеріалів. Контроль якості іонообмінних матеріалів виконується як визначення стійкості матеріалу до впливу чинників різної природи (механічної, хімічної, термічної, осмотичної), показники обмінної ємності (повної статичної ПСОЄ, рівноважної РСОЄ, динамічної ДОЄ, рівноважної динамічної РДОЄ та ін). Значення вказаних показників ємності залежать від концентрації іоногенних груп в іонообмінниках. Вони змінюються в процесі експлуатації (погіршуються), тому є необхідність їх регулярного контролю на окремих пробах. В дисертації роботі отримано такі результати: Обґрунтовано метод комп’ютерної резистометрії для визначення іонної провідності розчинів електролітів. Розроблено серію протічних кондуктометричних сенсорів КСН. Сенсор дозволяє досліджувати рідини в об’ємі від 2 до 0,2 мл. Створено процедуру калібрування сенсорів. Встановлено, що «константа сенсора» (KS) є умовним параметром. Значення KS залежить від конструкції сенсора і досліджуваної комбінації речовин в розчині. Запропоновано теоретично обґрунтований та експериментально підтверджений метод диференційної itn-метрії для визначення чисел перенесення в іонообмінних мембранах та смолах, розчинах лугів, кислот, солей та іонних рідин. Метод полягає в поетапній обробці даних електролізу у формі динаміки концентрацій електроліту в камерах електролізера. На основі експериментальних даних розраховані числа перенесення в смолах КУ-2-8, Purolite А400 та ін., в іонообмінних мембранах типу Nafion, АІПК та ін. Показана відповідність визначених властивостей цих матеріалів паспортним даним. Це показує придатність методу диференційної itn-метрії для визначення транспортних властивостей іонообмінних смол і мембран.Вперше за допомогою методу комп’ютерної резистометрії досліджено вплив електричного поля на процеси регенерації іонообмінних смол. Показано, що при пропусканні струму в системі виникає деформоване електричне поле градієнта потенціалу, на яке накладається поле градієнта концентрації. В результаті взаємодії обох полів змінюється швидкість іонного потоку на частинки і швидкість регенерації Встановлена залежність рівноважної обмінної ємності від концентрації розчинів NaOH і NaCl. Вперше показано, що швидкість обмінного процесу визначається дифузією іонів в гелевій фазі іоніту і є постійною та не залежить від ступеня насичення іоніту. Створена установка IONIT для моніторингу динаміки обмінних процесів з обробкою сигналу методом комп’ютерної резистометрії. Визначена обмінна ємність смол АН-2ФН та Purolite A400. Розвинені наукові уявлення про іонний транспорт в іонних рідинах. Методами комп’ютерної резистометрії та рН-метрії досліджені розчини продуктів взаємодії СH3COOH, H2SO4, H3PO4, H3BO3 з етаноламінами. Встановлені залежності питомої іонної провідності та рН від концентрації, температурні нахили та енергія активації іонної провідності. Показано що важкі органічні катіони мало впливають на іонну провідність. Також показано що при температурах 10-70 оС ці сполуки термічно стійкі.