Результаты и обсуждение

нитрат азотный кислота электродиализ

Результаты исследований процесса электродиализного обессоливания хлорида натрия, показывают, что все изученные анионообменные мембраны примерно одинаковы (рис. 2). Чуть лучшие результаты показывает мембрана RalexAMH, что может быть связано с большей долей активной поверхности данной мембраны, по сравнению с мембраной МА-41. Чуть худшие результаты показывает мембрана МА-41с, диффиренциальный выход по току по ионам хлора на данной мембране ниже на 10-20% по сравнению с немодифицированными мембранами. Очевидно этот эффект вызван затруднениями как в диффузионном, так и в миграционном механизмах транспорта анионов через плёнку катионообменника на поверхности анионообменной мембраны.

При этом интегральные выходы по току, рассчитанные из начальной и конечной точек процесса для мембран RalexAMH, МА-41 и МА-41ссоставляют - 0,94; 0,88; 0,87 соответственно. Таким образом, в выбранных условиях проведения эксперимента модифицированная мембрана практически идентична исходной, что делает возможным её применение в электродиализе.

Рисунок 3 - Зависимость выхода по току от концентрации хлорида натрия в обессоливаемом растворе

При обработке раствора содержащего смесь нитрата натрия и хлорида натрия для всех мембран наблюдается некоторое снижение выхода по току по хлориду натрия (рис. 3). Этот эффект вызван присутствием двух сортов анионов в растворе, что приводит к их конкурентному переносу через анионообменную мембрану. Особенно сильно этот эффект выражен для разработанной мембраны МА-41с, что связано с её большей селективностью книтрат ионам по сравнению с другими исследованными мембранами (рис. 4).

Рисунок 4 - Зависимость выхода по току по хлориду натрия от его концентрации в обессоливаемом растворе (смесь хлорида натрия и нитрата натрия)

Рисунок 5 - Зависимость выхода по току по нитрату натрия от его концентрации в обессоливаемом растворе (смесь хлорида натрия и нитрата натрия)

Повышение селективности разработанной мембраны книтрат ионам, объясняется повышением гидрофобности поверхности анионообменной мембраны. При этом происходит облегчение транспорта менее гидратированных ионов (нитрат ионов) по сравнению с более гидратированными хлорид ионами. Однако стоит отметить, что такое модифицирование позволяет разделить лишь смеси с высокой концентрацией компонентов. Из приведённых данных видно, что с разбавлением раствора суммарное число переноса анионов через анионообменную мембрану становится меньше единицы и при концентрации хлорида натрия равной 2,1 г/л и нитрата натрия равной 0,2 г/л суммарный выход по току, по анионам составляет 0,64. Из приведённых выше данных по числам переноса в растворе хлорида натрия с концентрацией 0,01 М (рис. 5, кривая 1) следует, что число переноса продуктов диссоциации воды через разработанную мембрану может достигать 0,5-0,6, при той же плотности тока, что была использована в эксперименте по электродиализу.

Список используемой литературы

1. Гнусин, Н.П. Конвективно-диффузионная модель процесса электродиализного обессоливания. Предельный ток и диффузионный слой / Н.П. Гнусин, В.И. Заболоцкий, В.В. Никоненко, М.Х. Уртенов // Электрохимия. - 1986. Т.22, № 3. - С.298-302.

2. Гребенюк, В.Д. Электродиализ. - Киев: Техника, 1976. - 160 с.

.   Заболоцкий, В.И. Перенос ионов в мембранах / В.И. Заболоцкий, В.В. Никоненко. - М.: Наука, 1996. - 390 с.

.   Шапошник, В.А. Явления переноса в ионообменных мембранах / В.А. Шапошник, В.И. Васильева, О.В. Григорчук. - М.: Изд-во МФТИ, 2001. - 200 с.