Механизм переноса ионов и молекул растворителя через гибридные катионообменные мембраны в процессе электродиализного концентрирования электролитов тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 02.00.05, кандидат химических наук Протасов, Кирилл Вадимович

• Протасов, Кирилл Вадимович
• кандидат химических наук
• 2010

Оглавление диссертации кандидат химических наук Протасов, Кирилл Вадимович

ВВЕДЕНИЕ.

1 Механизмы переноса ионов электролитов и молекул растворителя в электромембранных системах.

1.1 Физико-химические основы процесса электродиализного концентрирования электролитов.

1.2 Математическое моделирование процесса электродиализного концентрирования электролитов.

1.3 Электроосмотическая проницаемость ионообменных мембран.

1.3.1 Эффекты гидратации в ионообменных мембранах.

1.3.2 Явление электроосмоса в ионообменных мембранах.

1.3.3 Теоретическое описание электроосмоса в ионообменных мембранах.

1.4 Модифицирование ионообменных мембран.

2 Получение, структура и физико-химические характеристики гибридных мембран.

2.1 Теоретическое обоснование и предпосылки создания гибридной мембраны для процесса электродиализного концентрирования электролитов.

2.2 Разработка способа получения гибридной мембраны для процесса электродиализного концентрирования электролитов.

2.3 Характеризация исходных и гибридных мембран.

3 Электродиализное концентрирование растворов электролитов с гибридными ионообменными мембранами.

3.1 Исследование механизма переноса ионов и молекул воды при электродиализном концентрировании №С1 из его растворов.

3.2 Верификация модели электродиализного концентрирования с исходной гомогенной и гибридной мембранами.

3.3 Электродиализное концентрирование 1лС1 из его растворов в органическом растворителе 1Ч,>Г-диметилацетамиде.

3.4 Электродиализное концентрирование раствора азотной кислоты. 100 4 Влияние поверхностной модификации перфторированных сульфокатионитовых мембран МФ-4СК полианилином на процесс электродиализного концентрирования хлорида натрия из его водных растворов.

ВЫВОДЫ.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Механизм переноса ионов и молекул растворителя через гибридные катионообменные мембраны в процессе электродиализного концентрирования электролитов»

Актуальность темы. В последнее время роль электромембранных технологий значительно возросла. Прежде всего, это связано с тем, что электромембранные процессы могут применяться не только для обессоливания природных вод и получения деионизованной воды, но и для концентрирования минерализованных сточных вод до концентраций 100 — 300 г/дм3 и последующего перевода солей методом выпаривания в твердое состояние. Кроме того, важной и самостоятельной задачей является электродиализное концентрирование из сточных вод различных производств ценных и вредных ионных компонентов, вызывающих загрязнение окружающей среды (Гребенюк В.Д., Гнусин Н.П., Audinos R., Sata Т., Seto Т., Sugai Y.). Применение процесса электродиализного концентрирования позволяет перерабатывать и возвращать обратно в производство дорогостоящие реагенты, создавая безотходные экономичные экологически чистые системы с малым или нулевым сбросом жидких стоков.

В отличие от традиционного электродиализного обессоливания и деионизации в мембранных аппаратах с проточными камерами обессоливания и концентрирования, где перенос воды является несущественным, в электродиализаторах-концентраторах (ЭДК) перенос воды определяет одну из основных характеристик процесса — концентрацию рассола. Повысить концентрацию рассола можно путем наращивания величины электромиграционного потока ионов электролита и снижения величины электроосмотического переноса растворителя. Поскольку создание принципиально новой мембраны с низкой электроосмотической проницаемостью является дорогостоящим, сложным и трудоемким процессом, то наиболее перспективным путем повышения эффективности процесса электродиализного концентрирования является модифицирование существующих серийно-выпускаемых ионообменных мембран. Так как зачастую электродиализное концентрирование проводят в агрессивных средах — в присутствии органических растворителей, минеральных кислот и при повышенных температурах, то для этих целей перспективными являются перфторированные мембраны МФ-4СК (Nafion), обладающие высокой термической и химической устойчивостью. Известно, что перфторированные мембраны имеют более высокую стоимость по сравнению с мембранами на углеводородной основе. В то же время плотность электрического тока при электродиализном концентрировании электролитов в аппаратах с непроточными камерами концентрирования на один-два порядка превышает плотность тока при электродиализном обессоливании и деионизации растворов. Это обстоятельство позволяет снизить долю капитальных затрат, связанных с приобретением перфторированных мембран и сделать их применение в области электродиализного концентрирования экономически выгодным.

В последние годы выросло число работ, направленных на увеличение протонной проводимости и снижение диффузионной проницаемости перфторированных мембран (Березина Н.П., Добровольский Ю.А., Сапурина

И.Ю., Ярославцев А.Б., Mauritz К.А., Lavorgna М., Teng X., Yen С.). Наиболее часто такую модификацию проводят с использованием тетраэтоксисилана

TEOS) и других кремнийорганических соединений. Модифицирование тетраэтоксисиланом позволяет не только повышать, но и понижать влагосодержание мембраны, что создает предпосылки для получения модифицированных мембран с низким электроосмотическим переносом воды. В связи с изложенным, актуальной задачей является создание гибридных мембран, обладающих низкой электроосмотической проницаемостью при 7 сохранении высокой электропроводности, а также изучение механизма переноса ионов электролитов и молекул растворителя через эти гибридные мембраны.

Представленные в диссертационной работе исследования были поддержаны грантом Российского фонда фундаментальных исследований №08-03-12142-офи (2008-2009) и ФЦП «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2007-2012 годы» г/к №02.513.11.3163.

Цель работы. Разработка способа получения гибридной мембраны на основе МФ-4СК и тетраэтоксисилана, обеспечивающей повышение концентрации рассола в процессе электродиализного концентрирования электролитов, и исследование механизма переноса ионов и молекул растворителя через гибридные мембраны.

В соответствии с указанной целью были поставлены следующие задачи:

1. Исследование влияния температуры сушки и условий модифицирования на структуру, физико-химические и транспортные характеристики гибридных мембран на основе МФ-4СК и тетраэтоксисилана.

2. Изучение механизма переноса ионов и молекул растворителя в исходных гомогенных и гибридных мембранах в водных растворах хлорида натрия и растворах хлорида лития в органическом растворителе N,14 диметилацетамиде (ДМАА).

3. Установление взаимосвязи электроосмотических свойств и структуры гибридных мембран.

4. Разработка модели электродиализного концентрирования, позволяющей учитывать перенос растворителя в составе сольватных оболочек ионов и электроосмотический перенос свободного растворителя.

Научная новизна. Разработан способ получения гибридных мембран на основе МФ-4СК и тетраэтоксисилана, обеспечивающий снижение их электроосмотической проницаемости. Получен комплекс физико-химических (влагоемкость, обменная емкость, константа ионизации фиксированных групп), структурных (площадь удельной поверхности, суммарный объем пор) и электротранспортных (электропроводность, электроосмотическая проницаемость) характеристик гибридных катионообменных мембран. На основе капиллярной модели и теории двойного электрического слоя Штерна получено выражение для расчета электроосмотического переноса растворителя через мембраны и показано, что разработанный в данной работе способ модифицирования позволяет значительно уменьшить радиус мезопор и, тем самым, снизить электроосмотический перенос свободного растворителя.

Разработана математическая модель процесса электродиализного концентрирования, учитывающая электроосмотический перенос растворителя в составе сольватных оболочек ионов и электроосмотический перенос свободного растворителя. Установлено, что вклад переноса свободного растворителя в суммарный электроосмотический поток для перфторированных мембран, имеющих высокую влагоемкость, увеличивается с разбавлением исходного раствора и в области низких концентраций электролита может существенно превысить перенос растворителя в составе сольватных оболочек ионов.

Впервые исследован процесс электродиализного концентрирования хлорида натрия из водных растворов с использованием гибридных мембран на основе МФ-4СК и тетраэтоксисилана. С помощью разработанной математической модели процесса электродиализного концентрирования впервые рассчитаны транспортные характеристики исследуемых мембран.

Впервые исследован процесс электродиализного концентрирования хлорида лития из его растворов в ДМАА и рассчитаны транспортные характеристики исследуемых исходных и гибридных мембран. Обнаружено, что модифицирование мембраны МФ-4СК тетраэтоксисиланом по предложенному способу позволяет значительно снизить электроосмотический перенос свободного ДМАА и продлить срок эксплуатации электродиализаторов-концентраторов.

Практическая значимость. Разработан способ получения гибридных мембран на основе МФ-4СК и тетраэтоксисилана, позволяющий повысить солесодержание раствора в камерах концентрирования ЭДК. С использованием гибридных мембран на основе МФ-4СК и ТЕОБ разработаны методы электродиализного концентрирования хлорида натрия и азотной кислоты из их водных растворов, хлористого лития из его растворов в апротонном растворителе ДМАА. Технология модифицирования мембран передана в ООО «Инновационное предприятие «Мембранная технология», технология электродиализного концентрирования ЫС1 из растворов на основе ДМАА апробирована при регенерации технологических растворов в производстве упрочненных полиарамидных волокон на предприятии ОАО «Каменскволокно».

Полученный в данной работе комплекс электротранспортных свойств и транспортно-структурных параметров исследованных гибридных мембран включен в базу данных по свойствам ионообменных материалов компьютерной экспертной системы «Электродиализ-менеджер».

Разработанный способ получения гибридных мембран и методика их тестирования в электродиализной ячейке с непроточными камерами концентрирования внедрены в учебные курсы по дисциплинам специализации на кафедре физической химии Кубанского государственного университета.

Положения, выносимые на защиту.

1. Способ получения гибридных мембран на основе МФ-4СК и тетраэтоксисилана с низкой электроосмотической проницаемостью, обеспечивающих увеличение концентрации рассола в процессе электродиализного концентрирования.

2. Комплекс физико-химических, структурных и электротранспортных характеристик гибридных мембран в водных растворах №С1 и растворах 1ЛС1 в органическом растворителе ДМАА.

3. Расчет радиуса пор и электроосмотического переноса свободной воды через мембраны на основе капиллярной модели и теории Штерна, и экспериментальных данных, полученных методом контактной эталонной порометрии.

4. Механизм переноса ионов электролитов и молекул растворителя через гибридные мембраны в процессе электродиализного концентрирования водных растворов №С1 и растворов 1ЛС1 на основе апротонного растворителя ДМАА.

5. Математическая модель электр о диализного концентрирования электролитов, позволяющая рассчитывать электроосмотический перенос свободного растворителя и адекватно описывать электромассоперенос в системах с исходными гомогенными мембранами МФ-4СК и гибридными мембранами на их основе.

6. Влияние поверхностной модификации перфторированных сульфокатионитовых мембран МФ-4СК полианилином на процесс электродиализного концентрирования хлорида натрия из его водных растворов.

Личный вклад соискателя. Весь объем экспериментальных работ по разработке способа получения гибридной мембраны с пониженной электроосмотической проницаемостью и исследованию механизма переноса ионов и молекул растворителя через гибридные мембраны в процессе электродиализного концентрирования электролитов проведен лично соискателем. Разработка плана исследований, обсуждение результатов экспериментов и их интерпретация, изучение структуры гибридных мембран проведено совместно с научным руководителем и соавторами публикаций.

Апробация работы. Материалы диссертационной работы были представлены на международных конференциях: «Ion transport in organic and inorganic membranes» (Krasnodar, Russia, 2009, 2010), 9th International Frumkin Symposium «Electrochemical technologies and materials for 21st century» (Moscow, 2010); а также на Всероссийских конференциях: «Ионный перенос в органических и неорганических мембранах» (Краснодар, 2006, 2007, 2008), «Физико-химические процессы в конденсированном состоянии и на межфазных границах» (Воронеж, 2006), «Физико-химические аспекты технологии наноматериалов, их свойства и применение» (Москва, 2009).

Публикации. Основное содержание диссертационного исследования отражено в 12 работах, в том числе в 3 статьях, опубликованных в журналах, входящих в перечень научных изданий ВАК РФ.

Объем и структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, 4 глав, выводов, списка обозначений и сокращений, списка цитируемой литературы и приложения. Материал диссертации изложен на 139 страницах машинописного текста, включая 40 рисунков, 7 таблиц, список литературы (173 наименования).

Заключение диссертации по теме «Электрохимия», Протасов, Кирилл Вадимович

выводы

1. Теоретический анализ структуры гомогенных мембран МФ-4СК в рамках капиллярной модели с использованием теории двойного электрического слоя Штерна и экспериментально измеренных порометрических кривых показал, что электроосмотический перенос свободной воды осуществляется через сквозные мезопоры с эффективным радиусом 10 - 20 нм. Получено уравнение для расчета коэффициента электроосмотической проницаемости свободной воды /?„, и на основе его анализа установлено, что для практически полного подавления переноса свободной воды эффективный радиус пор должен быть снижен до 2 — 3,5 нм. При этом доминирующим становится перенос воды в составе гидратных оболочек ионов.

2. Разработан способ получения гибридных мембран на основе МФ-4СК и тетраэтоксисилана, позволяющий повысить солесодержание рассола и эффективность процесса электродиализного концентрирования в результате снижения электроосмотической проницаемости. Показано, что оптимальной температурой сушки модифицированных мембран является 100 - 120 °С, при этом достигается снижение влагосодержания мембраны в 1,5—2 раза. В то же время удельная электропроводность гибридных мембран сохраняется на достаточно высоком уровне (0,14 - 0,41 Ом"1 м"1) и не происходит разрушения их транспортно-канальной структуры. Установлено, что дополнительная полисилоксановая пленка модификатора на поверхности мембраны не оказывает влияния на перенос воды через гибридную мембрану.

3. Исследование процесса электродиализного концентрирования водных растворов хлорида натрия в диапазоне концентраций исходного раствора от 0,2 до 3 моль/дм с использованием гетерогенных МК-40, гомогенных МФ-4СК и гибридных МФ-4СК+ТЕОБ катионообменных мембран показало, что для мембранных пар, содержащих исходные гомогенные мембраны МФ-4СК, суммарные числа переноса воды значительно зависят от концентрации исходного раствора и в исследуемом диапазоне концентраций изменяются от 17-18 до 7—8 моль ЬЬО/Р. В то же время для мембранных пар, содержащих разработанные гибридные МФ-4СК+ТЕОЗ и гетерогенные мембраны МК-40, числа переноса воды практически не зависят от концентрации исходного раствора и составляют 7 — 9 моль Н20/Р.

4. Исследован процесс электродиализного концентрирования хлорида лития из неводных растворов на основе Т^Ы'-диметилацетамида и установлено, что числа переноса ДМАА для мембранных пар, содержащих термообработанные гибридные катионообменные мембраны МФ-4СК+ТЕ08, зависят от концентрации исходного раствора и уменьшаются с его разбавлением. Это связано с высокой набухаемостью как исходных, так и полученных гибридных мембран в апротонном растворителе ДМАА. Ресурсные испытания ЭДК при концентрировании ЫС1 из его растворов в ДМАА показали, что гибридная мембрана на основе МФ-4СК и тетраэтоксисилана сохраняет свои транспортные характеристики в течение продолжительного времени и обеспечивает снижение переноса апротонного растворителя ДМАА на 13 — 17% по сравнению с исходной мембраной МФ-4СК и гибридной нетермообработанной мембраной.

5. Разработана математическая модель электродиализного концентрирования, позволяющая учитывать перенос растворителя в составе сольватных оболочек ионов (кг\И1?) и электроосмотический перенос свободной воды (/З^г/Р) или органического растворителя (РдшлУР)• Показано, что электроосмотический перенос свободного растворителя увеличивается с разбавлением исходного раствора и может существенно превысить перенос растворителя в составе сольватных оболочек ионов.

6. Установлено, что применение гибридной мембраны на основе МФ-4СК и тетраэтоксисилана с пониженной электроосмотической проницаемостью в процессе электродиализного концентрирования растворов азотной кислоты позволяет получать рассолы с концентрацией в 1,4 - 1,5 раз выше, чем при использовании исходной мембраны.

7. Показано, что для снижения электроосмотической проницаемости гомогенных мембран кроме модифицирования их объема тетраэтоксисиланом может использоваться модифицирование поверхности мембран полианилином. Такое модифицирование приводит к снижению суммарной электроосмотической проницаемости мембранной пары более чем в 2 раза и увеличению солесодержания рассола в такое же количество раз.

Список литературы диссертационного исследования кандидат химических наук Протасов, Кирилл Вадимович, 2010 год

1. Айлер Р. Химия кремнезема. М.: Мир, 1982. 4.1 — 416 с.

2. Айлер Р. Химия кремнезема. М.: Мир, 1982. 4.2 - 712 с.

3. Аленьтьев, A.A. Кремнийорганические гидрофобизаторы / A.A. Аленьтьев, И.И. Клетченков, A.A. Пащенко — Киев: Гос. изд. Техн. лит. УССР, 1962.-112 с.

4. Белл Р. Протон в химии. М.: Мир, 1977. - 382 с.

5. Беляев, В.А. Применение электродиализа для очистки производственных сточных вод, содержащих ионы двухвалентной меди / Беляев В.А., Лаврова А.Н., Рывкин М.Д. // Технология очистки природных и сточных вод.- 1977.- №1.- С. 113-120.

6. Березина, Н.П. Взаимосвязь электрохимических и структурных свойств ионообменных мембран: Дисс. доктора, хим. наук. Краснодар, 1990. — 363с.

7. Березина, Н.П. Влияние природы противоиона на электрохимические и гидратационные свойства сульфокатионитовой мембраны МК-40 / Н.П. Березина, H.A. Кононенко, O.A. Демина // Электрохимия. 1993. — Т. 29, № 8.-С. 955-959.

8. Ю.Березина, Н.П. Модельное описание электротранспорта воды в ионообменных мембранах / Н.П. Березина, Н.П. Гнусин, O.A. Демина // Электрохимия. 1990. - Т.26, №9. - С. 1098-1104.

9. Березина, Н.П. О связи между электроосмотическими и селективными свойствами ионообменных мембран / Н.П. Березина, O.A. Демина, Н.П. Гнусин, C.B. Тимофеев // Электрохимия. 1989. - Т. 25, № 11. - С. 14671472.

10. И.Березина, Н.П. Физико-химические свойства ионообменных материалов / Н.П. Березина, H.A. Кононенко, Г.А. Дворкина, Н.В. Шельдешов. — Краснодар: КубГУ, 1999. 82 с.

11. Березина, Н.П. Химический темплатный синтез композитных мембран ПАН/МФ-4СК и их сорбционные и проводящие свойства / Березина Н.П., Кубайси А. А.-Р., Алпатова Н.М., Андреев В.Н., Грига Е.И. // Электрохимия. 2004. - Т.40, №3. - С. 325-333.

12. Березина, Н.П. Электротранспорт воды с протоном в нанокомпозитных мембранах МФ-4СК/ПАн / Н.П. Березина, С.А. Шкирская, А.А.-Р. Сычёва, М.В. Криштопа // Коллоидный журнал. 2008. - Т.70, №4. — С. 437-446.

13. Березина, Н.П. Электротранспортные и структурные характеристики перфторированных мембран Нафион-117 и МФ-4СК / Н.П. Березина, C.B. Тимофеев, A.-JI. Ролле, Н.В. Федорович, С. Дюран-Видаль // Электрохимия. 2002. - Т. 38, № 8.-С. 1009-1015.

14. Вольфкович, Ю.М. Применение метода эталонной порометрии для исследования пористой структуры ионообменных мембран / Ю.М.

15. Вольфкович, В.И. Лужин, А.Н. Ванюлин, Е.И. Школьников, И.А. Блинов // Электрохимия. 1984. - Т. 20, № 5. - С. 656-664.

16. Гельферих Ф. Иониты. — М.: Иностр. лит-ра, 1962. 490 с.

17. Гнусин, Н.П. A.c. 216622 СССР. Электродиализатор / Н.П. Гнусин, М.В. Певницкая, В.К. Варенцов, В.Д. Гребенюк; заявл. 28.12.66; опубл. 21.10.72, Бюл. № 35. — С. 12.

18. Гнусин, Н.П. Концентрационная зависимость электропроводности ионообменных мембран / Н.П. Гнусин, O.A. Демина, Н.П. Березина, А.И. Мешечков // Электрохимия. 1988. - Т. 24, № 3. - С. 364-368.

19. Ю.Гнусин, Н.П. Моделирование переноса в электродиализных системах / Н.П. Гнусин, O.A. Демина // Теор. основы хим. технологии. — 2006. Т. 40, № 1.-С. 31-35.

20. Гнусин, Н.П. Моделирование электромассопереноса в электродиализной ячейке // Теор. основы хим. технологии. 2004. - Т. 38, № 3. - С. 316-320.

21. Гнусин, Н.П. Моделирование электромассопереноса на основе транспортно-структурных характеристик ионообменных мембран / Н.П. Гнусин, O.A. Демина, Н.П. Березина, H.A. Кононенко // Теор. основы хим. технологии. 2004. - Т. 38, № 4. - С. 419-424.

22. Гнусин, Н.П. Транспорт воды в ионообменных мембранах во внешнем электрическом поле / Н.П. Гнусин, O.A. Демина, Н.П. Березина // Электрохимия. 1987. - Т. 23, №9. - С. 1247-1249.

23. Гнусин, Н.П. Физико-химические характеристики катионообменников в растворах солей тетраалкиламмония / Н.П. Гнусин, Н.П. Березина, H.A. Кононенко, И.О. Цитович, Н.Ю. Половинко // Теория и практика сорбц. процессов. Вып. 17. 1985. - С. 20-26.

24. Гнусин, Н.П. Электротранспорт воды и селективные свойстваионообменных мембран / Н.П. Гнусин O.A. Демина, Н.П. Березина, С.Б.117

25. Паршиков // Теория и практика сорбц. процессов. Вып. 25. 1999. — С. 213-220.

26. Гордон, Дж. Органическая химия растворов электролитов/ Под ред. Белецкой И.П. М.: Мир, 1979. - 712 с.

27. Гребенюк, В.Д. Влияние некоторых факторов на процесс предельного концентрирования солей при электродиализе / В.Д. Гребенюк, Пенкало И.И, Федорова И.А., Гудрит Т.Д. // Химия и техн. воды. — 1984. — Т.6, №5. -С. 379-401.

28. Гребенюк, В.Д. Опреснение умягченной воды электродиализом с одновременным получением высококонцентрированного рассола / В.Д. Гребенюк, В.И. Писарук, Н.П. Стрижак // Химия и технол. воды. — 1980. — Т. 2, №2.-С. 36-38.

29. Гребенюк, В.Д. Электродиализное концентрирование имитата коллекторно-дренжных вод / В.Д. Гребенюк, Б.К. Вейсов, Р.Д. Чеботарева, К.П. Брауде, Г.З. Нефедова // Журн. прикл. химии. — 1986. Т. 59, № 4. — С. 916-918.

30. Дамаскин, Б.Б. Введение в электрохимическую кинетику / Б.Б. Дамаскин, O.A. Петрий. М.: Высш. школа, 1983. - 400 с.

31. Дамаскин, Б.Б. Электрохимия / Б.Б. Дамаскин, O.A. Петрий, Г.А. Цирлина. -М.: Химия, 2001. 624 с.

32. Демин, A.B. Верификация модели предельного электродиализногоконцентрирования раствора электролита / Демин A.B., Заболоцкий В.И. //

33. Электрохимия. 2008. - Т.44, №9. - С. 1140-1146.118

34. Демин, A.B. Электродиализное концентрирование хлорида лития из водно-органических растворов на основе N,N — диметилацетамида. Дис. канд. хим. наук. Краснодар, 2007. — 210 с.

35. Добровольский, Ю.А. Современные протонпроводящие материалы для водородно-воздушных топливных элементов // Ионный перенос в органических и неорганических мембранах. Тез. Росс. конф. с межд. участием. Краснодар-Агой. 2006. - С. 66-68.

36. Заболоцкий, В.В. Никоненко, Н.Д. Письменская, В.Ф. Письменский, Е.В.

37. Лактионов. Опубл. 27.04.95.

38. Заболоцкий, В.И. Перенос ионов в мембранах / В.И. Заболоцкий, В.В.

39. Никоненко. М.: Наука, 1996. — 393 с.42.3аболоцкий, В.И. Транспортные характеристики ионообменных мембранпри электродиализном концентрировании растворов электролитов / В.И.119

40. Заболоцкий, A.A. Шудренко, Н.П. Гнусин // Электрохимия. 1988. — Т. 24, №6.-С. 744-750.

41. Иванов, В.Ф. Спектральные характеристики полианилиновых пленок при периодическом изменении потенциала / В.Ф. Иванов, Ю.А. Кучеренко, A.A. Некрасов, A.B. Ванников // Электрохимия. — 1992. — Т.28, № 1. — С. 44-49.

42. Измайлов, H.A. Электрохимия растворов. — М.: Химия, 1976. 488 с.

43. Карпенко, JI.B. Сравнительное изучение методов определения удельной электропроводности ионообменных мембран / JI.B. Карпенко, O.A. Дёмина, Г.А. Дворкина, С.Б. Паршиков, К. Ларше, Б. Оклер, Н.П. Березина // Электрохимия. 2001. - Т.37, № 3. - С. 328-335.

44. Китченер, Д.А. Физическая химия ионообменных смол // Новые проблемы современной электрохимии / Под ред. Дж. Бокриса. М.: Иностр. лит-ра, 1963.-С. 95-172.

45. Кононенко, H.A. Электрокинетические явления в сульфокатионитовых мембранах с ионами тетраалкиламмония / Кононенко H.A., Березина Н.П., Шкирская С.А. // Коллоидный журнал. 2005. - Т.67, № 4. - С. 485-493.

46. Краснова, Т.А. Очистка сточных вод производства аммиачной селитры методом электродиализа / Краснова Т.А., Лысак Т.И., Кутергин В.Р., Тезиков И.И. // В сб. Электрохимическое обессоливание морской и минерализованных вод. М., 1976. — С. 79-80.

47. Краснова, Т.А. Математическая модель электродиализной установки с замкнутым рассольным контуром / Т.А. Краснова, А.Г. Семенов // Электрохимия. 1990. - Т. 26, № 5. - С. 643-645.

48. Лейси, P.E. Технологические процессы с применением мембран / Лейси P.E., Леб С. -М.: Мир, 1976.-372 с.

49. Лопаткова, Г.Ю. Влияние химической модификации ионообменной мембраны МА-40 на ее электрохимические характеристики / Г.Ю. Лопаткова, Е.И. Володина, Н.Д. Письменская, Ю.А. Федотов, Д. Кот, В.В. Никоненко // Электрохимия. 2006. - Т.42, № 8. - С. 942-949.

50. Мазанко, А.Ф. Промышленный мембранный электролиз / Мазанко А.Ф., Камарьян Г.М., Ромашин О.П. М.: Химия, 1989. - 240с.

51. Мулдер, М. Введение в мембранную технологию. М: Мир, 1999. — 513 с.

52. Неймарк, И.Е. Силикагель, его получение, свойства и применение / И.Е. Неймарк, Р.Ю. Шейнфайн Киев: Наукова Думка, 1973. - 200 с.

53. Николаев, Н.И. Диффузия в мембранах. -М.: Химия, 1980. 183 с.

54. Певницкая, М.В. Перенос электролита и растворителя через ионообменную мембрану при электродиализе / М.В. Певницкая, A.A. Козина // 5-е Всесоюзное совещание по электрохимии: Тез. докл. — 1974. — Т.2.-С. 357-359.

55. Певницкая, М.В. Электроионитное концентрирование водных растворов / М.В. Певницкая, В.К. Варенцов, Н.П. Гнусин // Журн. прикл. химии. — 1969. Т. 42, № 3. - С. 336-340.

56. Певницкая, M.B. Электроосмотическая проницаемость ионообменных мембран / М.В. Певницкая, A.A. Козина, Н.Г. Евсеев // Изв. СО АН СССР. Сер. хим. наук. 1974.-Т. 4, №9.-С. 137-141.

57. Пилипенко, А.Т. Комплексная переработка минерализованных вод Киев: Наукова думка, 1984. - 283 с.

58. Пилипенко, А.Т. Обессоливание борсодержащих растворов с применением гетерогенных мембран МК-40 и МА-40 / А.Т Пилипенко, В.Д. Гребенюк, JI.A. Мельник, JI.B. Емец // Химия и технол. воды. 1988. -Т. 10, № 4.-С. 344-347.

59. Письменский, В.Ф. Совершенствование электроионитных аппаратов для глубокой деминерализации и предельного концентрирования растворов электролитов: Дис. канд. техн. наук. Краснодар, 1982. - 244 с.

60. Полянский, Н.Г. Методы исследования ионитов / Н.Г. Полянский, Г.В. Горбунов, H.JI. Полянская М.: Химия, 1976. — 208 с.

61. Помогайло, А.Д. Наночастицы металлов в полимерах / А.Д. Помогайло, A.C. Розенберг, И.Е. Уфлянд М.: Химия, 2000. - 672 с.

62. Пономарев, М.И. Концентрирование электролитов электродиализом / М.И. Пономарев, Я.Г. Локота-Фабуляк, В.Д. Гребенюк // Журн. прикл. химии. 1983.-№11. -С. 2601-2603.

63. Протасов, К.В. Применение композитных сульфокатионитовых мембран,модифицированных полианилином, для электродиализногоконцентрирования солевых растворов / К.В. Протасов, С.А. Шкирская,122

64. Н.П. Березина, В.И. Заболоцкий // Электрохимия. — 2010. — Т.46, №10. С. 1209-1218.

65. Решетникова, А.К. Перенос дикарбоновых кислот через ионообменные мембраны / А.К. Решетникова, М.В. Рожкова, В.В Котов, И.Б. Акименко // Электрохимия. 1996. - Т. 32, № 2. - С. 200-203.

66. Рианде, Е. Явления переноса в ионообменных мембранах. М.: Мир, 1978.-С. 423-544.

67. Робинсон, Р. Растворы электролитов / Р. Робинсон, Р. Стоке. М.: Иностр. лит-ра, 1963. - 647 с.

68. Родников, С.Н. Вопросы металловедения в гальванотехнике и коррозии/ Родников С.Н., Лихачев В.А., Шишкина C.B., Кондратов В.М. Горький: КирПИ, 1989.- 104 с.

69. Ряузов, А.Н. Технология производства химических волокон. — М: Химия, 1980.-448 с.

70. Сергеев, Г.Б. Нанохимия. М: МГУ, 2003. - 288 с.

71. Тимашев, С.Ф. Физикохимия мембранных процессов. М.: Химия, 1988. — 240 с.

72. Уилсон, Д. Деминерализация методом электродиализа. М.: Госатомиздат, 1963. — 351 с.

73. Фридрихсберг, Д.А. Курс коллоидной химии. — Л.: Химия, 1984. 368 с.

74. Цундель, Г. Гидратация и межмолекулярное взаимодействие. Исследование полиэлектролитов методом инфракрасной спектроскопии. — М.: Мир, 1972.-404 с.

75. Шаповалов, C.B. Влияние геометрических параметров криволинейных плоских каналов на гидродинамическую устойчивость потока // Электрохимия ионитов. 1979. - С. 135-139.

76. Шаповалов, C.B. Гидродинамическое совершенствование судовых электродиализных опреснителей путем генерации макровихрей: автореф. дис. канд. техн. наук. — Николаев, 1980. 24 с.

77. Шапошник, В.А. Транспорт глицина через ионообменные мембраны при электродиализе / В.А. Шапошник, Т.В. Елисеева, В.Ф.Селеменев // Электрохимия. 1993. - Т. 29, № 6. - С. 794-795.

78. Шишкина, C.B. Электродиализ растворов, содержащих поверхностно-активные вещества / C.B. Шишкина, И.Ю. Масленникова, И.М. Алалыкина // Электрохимия. 1996. - Т. 32, № 2. - С. 290-292.

79. Эрдей-Груз, Т. Явления переноса в водных растворах. М.: Мир, 1976. — 520 с.

80. Ярославцев, А.Б. Ионный перенос в мембранных и ионообменных материалах / А.Б. Ярославцев, В.В. Никоненко, В.И. Заболоцкий // Успехи химии. 2003. - Т. 72, № 5. - С. 438-470.

81. Ярославцев, А.Б. Ионообменные мембранные материалы: свойства, модификация и практическое применение / А.Б. Ярославцев, В.В. Никоненко // Российские нанотехнологии. 2009. - Т.4, №3. — С. 8-29.

82. Ярославцев, А.Б. Механизмы протонного переноса в неорганических и мембранных материалах // Ионный перенос в органических и неорганических мембранах. Тез. Росс. конф. с межд. участием. Краснодар-Агой. 2006. - С.177-178.

83. Agapova, L.Ya. Production of concentrated rhenium acid by electrodialysis of rhenium salts solutions / L.Ya. Agapova, E.I. Ponomareva, Z.S. Abisheva // Hydrometallurgy. 2001. - V. 60, № 2. - P. 117-122.

84. Arnold, R. Temperature dependence of electroosmotic water transport through cation-exchange membranes. The effect of proton jumping / R. Arnold // J. Phys. Chem. 1969. -V. 73. - P. 1414-1420.

85. Audinos, R. Water transport during the concentration of waste zink sulfate solutions by electrodialysis / R. Audinos, S. Paci // Desalination. 1987. - V. 67.-P. 523-545.

86. Bae, B.C. Preparation, and characterization of nafion/poly(l-vinylimidazole) composite membrane for direct methanol fuel cell application / B.C. Bae, H.Y. Ha, D. Kim // J. of the Electrochemical Society. 2005. - V. 152, №7. - P. A1366-1372.

87. Baradie, B. Hybrid Nafion-inorganic membrane with potential applications for polymer electrolyte fuel cells / B. Baradie, J.P. Dodelet, D.J. Guay // J. of Electroanalytical Chemistry. 2000. - V. 489. - P. 101-105.

88. Barragan, V.M. Effect of an ac Perturbation on the Electroosmotic Behavior of a Cation-Exchange Membrane. Influence of the Cation Nature / V.M. Barragan, C. Ruiz-Bauza// J. of Colloid and Interface Sci. 2001. - V.240. - P. 182-189.

89. Barragan, V.M. On the metahanol-water electroosmotic transport in Nafion membrane / V.M. Barragan, C. Ruiz-Bauza, J.P.G. Villaluenga, B. Seoane // J. Membr. Sci. 2004. - V. 236. - P. 109-120.

90. Berezina, N. Water electrotransport in membrane systems. Experiment and model description / N. Berezina, N. Gnusin, O. Dyomina, S. Timofeyev // J. Membr. Sci. 1994. - V. 86. - P. 207-229.

91. Breslau, B.R. A Hydrodynamic Model for Electroosmosis / Barry R. Breslau, Irving F. Miller // Ind. Eng. Chem. Fundam. 1971. - V. 10, № 4. - P. 554-565.

92. Carr, C.W. Electroosmosis in cation-selective collodion matrix membranes of graded porosity / C.W. Carr, R. Mc Clintock, K. Sollner // J. Electrochem. Soc.-1962.-V. 109.-P. 251-255.

93. Carrette, L. Fuel Cells Fundamentals and Applications / L. Carrette, K. Friedrich, U. Stimming // FUEL CELLS. 2001. - V. 1. - P. 5-39.

94. Chen, C.-Y. Nafion/polyanilin/silica composite membranes for direct methanol fuel cell application / C.-Y. Chen, J.I. Garnica-Rodrigues, M.C. Duke, R.F. Dalla Costa, A.L. Dicks, J.D. Diniz da Costa // J. of Power Sources. -2007.-V. 166.-P. 324-330.

95. Dawson, D.G. Anomalous osmotic flow and the frictional model of an ionic membrane / D.G. Dawson, W. Dorst, P. Meares // J. Polymer Sci. Part C. -1969.-№22.-P. 901-908.

96. Dawson, D.G. Electrical transport phenomena in cation-exchange membranes. 3. Membrane potentials / D.G. Dawson, P. Meares // J. Colloid Interface Sci. 1970. - V. 33. - P. 117-125.

97. Despic, A. Electroosmosis in charged membranes. The determination of primary salvation numbers / A. Despic, G.J. Hills // Disc. Faraday Soc. 1956. -№21.-P. 150-162.

98. Din, X.-D. Transport Processes of Water and Protons through Micropores / X.-D. Din, E.E. Michaelides // AISHE Journal 1998. - V .44, № 1. - P. 3547.

99. Eisenberg, Ed. A. Ions in polymers. Advances in chemistry series. №187. Washington, 1980.

100. Garcia-Villaluenga, J.P. Osmotic behavior of a Nafion membrane in methanol-water electrolyte solutions / J.P. Garcia-Villaluenga, B. Seoane, V.M. Barragan, C. Ruiz-Bauza // J. of Colloid and Interfase Sci. 2003. - V. 263. -P. 217-222.

101. George, I.H.B. Conductance and water transfer in a leached cation-exchange membranes // I.H.B. George, R.A. Courant // J. Phys. Chem. 1967. - V. 71, №2.-P. 246-249.

102. Gierke, T.D. The morphology in Nafion perfluorinated membrane. Productsas determinated by wide and small angle X-ray studies / Gierke T.D., Munn127

103. G.E., Wilson C. // Polym. Sei., Polym. Phys. Ed. 1981. - V. 19. - P. 16871704.

104. Glueckauf, E. Electro-deionization through a packed bed / Brit. Chem. Eng.- 1959.-№12.-P. 646-651.

105. Hsu, W.I. Elastic theory for ionic clustering in perfluorinated ionomers // Hsu W.I., Gierke T.D. // Macromolecules. 1982. - V. 15. - P. 101-105.

106. Illing, G. Towards ultrathin polyaniline films for gas separation // G. Illing, K. Hellgardt, M. Schonert, R.J. Wakeman, A. Jungbauer // J. of Membrane Sei.- 2005. V. 253. - P. 199-208.

107. Juda, W. Coherent ion-exchange gels and membranes / Juda W., Mc Rae W.A. // J. Amer. Chem. Soc. 1950. - V. 72, № 2. - P. 1044.

108. Karimi, G. Electroosmotic flow through polymer electrolyte membranes in PEM fuel cells / G. Karimi, X. Li // J. of Power Sources 2005. - V. 140. - P. 1-11.

109. Katchalsky, A. Thermodynamics of flow processes in biological systems / A.Katchalsky, O. Kedem // J. Biophysical. 1962. - V.2, №2. - P. 53-78.

110. Kedem, O. The role of volume flow in electrodialysis // J. of Membrane Sei.- 2002. V. 206. - P. 333-340.

111. Korngold, E. Electrodialysis with brine solutions oversaturated with calcium sulfate / E. Korngold, L. Aronov, N. Belyaev, K. Kock // Desalination. 2005. -V. 172, № l.-P. 63-75.

112. Kressman, T.R.E. Ion exchange resin membranes and resin-impregnatedfilter paper // Nature. 1950. - V. 165, № 4197. - P. 568.128

113. Kressman, T.R.E. Transference studies with ion-selective membranes. 1. Measurement of transference numbers / T.R.E. Kressman, P.A. Stanbridge, F.L. Tye // Trans. Faraday Soc. 1963. -V. 59, № 9. - P. 2133-2138.

114. Kumamoto, E. Transport properties of the barium form of a poly(styrenesulfonic acid) cation-exchange membrane / E. Kumamoto, H. Kimizuke // J. Phys. Chem. 1981. -V. 85. - P. 635-642.

115. Lakshminarayanaiah, N. Electroosmosis in ion-exchange membranes // J. Electrochem. Soc. 1969. - V. 116, № 3 - P. 338-343.

116. Lakshminarayanaiah, N. Transport phenomena in membranes. London: Academic Press, 1969. — 517 p.

117. Larchet, C. Approximate evaluation of water transport number in ionexchange membranes / C. Larchet, B. Auclair, V. Nikonenko // Electrochimica Acta.-2004.-V. 49.-P. 1711-1717.

118. Lavorgna, M. Hybridization of Nafion membranes by the infusion of functionalized siloxane precursors / M. Lavorgna, L. Mascia, Mensitieri, G., M. Gilbert, G. Scherillo, B. Palomba // Membrane Science J. 2007. - V. 294 - P. 159-168.

119. Luo, G.S. Use of the electrodialysis process to concentrated a formic acid solution / G.S. Luo, S. Pan, J.G. Liu // Desalination. 2002. - V. 150, №3. - P. 227-234.

120. Mackay, D. The electrical conductivity and electroosmotic permeability of a cation-exchange resin / D. Mackay, P. Meares // Trans. Faraday Soc. 1959. -V. 55.-P. 1221-1238.

121. Manning, G.J. Model for electroosmosis in fixed-charge system // Phys. Chem. 1967. - V. 46. - P. 4976-4980.

122. Mauritz, K.A. Perfluorosulfonate ionomer / silicate hybrid membranes via hase-cata lyted in siti sol-gel processes for tetraethylorthosilicate / K.A. Mauritz, J.T. Payne // Membrane Science J 2000. - V. 168. - P. 39-51.

123. Mauritz, K.A. Self-assembled organic/inorganic hybrids as membrane materials / K.A. Mauritz, D.A. Mountz, D.A. Reuschle, R.I. Blackwell // Electrochimica Acta. 2004. - V. 50. - P. 565-569.

124. Mauritz, K.A. Review and critical analyses of theories of aggregation in ionomers // JMS Rev. Macromol. Chem. Phys. - 1988. - V. C28, №1. - P. 65-98.

125. Mauro, A. Space charge regions in fixed charge membranes and the associated property of capacitance // Biophys. J. 1962. - V. 2. - P. 179-198.

126. McHardy, W.J. Electrical transport phenomena in cation-exchange membranes. 2. Conductance and electroosmosis / W.J. McHardy, P Meares., A.H. Sutton, J.F. Thain // J. Colloid Interface Sci. 1969. - V. 29. - P. 116-128.

127. Meares, P. Diffusion, conduction and convection in synthetic polymer membranes / P. Meares, D.G. Dawson, A.H. Sutton., J.F. Thain // Ber. Bunsenges. Physik. Chem. 1967. -V. 71, № 8. - P. 765-775.

128. Meares, P. Electrical transport phenomena in cation-exchange membranes. 1. Determination of transport numbers and the ratios of tracer fluxes / P. Meares, A.H. Sutton // J. Colloid Interface Sci. 1968. - V. 28. - P. 118- 127.

129. Meares, P. The fluxes of sodium and chloride ions across a cation-exchange resin membrane. Part 3. The application of irreversible thermodynamics // Trans. Faraday Soc. 1959. - V. 55. - P. 1970-1974.

130. Meyer, K.H. La permeability des membranes. 6. Sur le passage du courant electrique a travers des membranes sélectives / Meyer K.H., Straus W. // Helvetica Chimica Acta. 1940. - V. 23. - P. 795-800.

131. Mizutani, Y. Structure of ion-exchange membranes // J. Memr. Sci. 1990. -V. 49.-P. 121-144.

132. Mosa, J. Proton conducting sol-gel sulfonated membranes produced from 2-allylphenol, 3-glycidoxypropyl trimethoxysilane and Tetraethyl orthosilicate / J. Mosa, A. Duran, M. Aparicio // Power Sources J. 2009. - V. 192. - P. 138143.

133. Narebska, A. Ions and water transport across charged Nafion membranes / A. Narebska, S. Koter, W. Kujawski // Desalination. 1984. - V. 51, № 1. - P. 3-17.

134. Oda, Y. On the electroosmosic water transport through cation-exchange resin membranes / Oda Y., Yawataya T. // Bull. Chem. Soc. Japan. 1955. -V.28, №4. - P. 263-269.

135. Rebeut, S. Electromembrane processes for waste treatment: electrodialysis applied to the demineralization of phenylalanine solutions / S. Resbeut, G. Pourcelly, R. Sandeaux, C. Gavach // Desalination. 1998. - V. 120. - P. 235245.

136. Sata, T. Ion Exchange Membranes. Preparation, characterization, modification and application. Gateshead: The Royal Society of Chemestry, 2004.-350 c.

137. Sata, T. Preparation and transport properties of composite membranes composed of cation exchange membranes and polypyrrole / T. Sata, T. Funakoshi, K. Akai // Macromolecules. 1996. - V. 29. - P. 4029-4035.

138. Schmid, G. Zur elektrochemie feinporiger kapillarsysteme / G. Schmid // Z. Electrochem. 1950. - V. 54, № 6. - P. 424-430.

139. Schmid, G. Zur elektrochemie feinporiger kapillarsysteme. 6. Konvektionsleitfshigkeit (theoretische betrachtung) // Z. Electrochem. 1952. — V. 56, №3.-P. 181-193.

140. Seto, T. Sea water desalination by electrodialysis / Seto T., Ehra L., Komori R., Yamaguchi A., Miwa T. // Desalination. 1978. - V. 25. - P. 1-7.

141. Smitha, B. Solid polymer electrolyte membranes for fuel cell applications — a review / B. Smitha, S. Sridhar, A.A. Khan // J. of Membrane Science. 2005. -V. 259.-P. 10-26.

142. Somani, P. Study and development of conducting polimer-based electrochromic display devices // Acta mater. 2000. - V. 48. - P. 2859-2871.

143. Spiegler, K.S. Transport processes in ionic membranes // Trans.- Faraday Soc. 1958. - V. 54. - P. 1408-1428.

144. Sridhar, S. Electrodialysis in non-aqueous medium: production of sodium methoxide // J. Membr. Sei. 1996. - V. 113. - P. 73-79.

145. Staverman, A.J. Friction coefficients in membranes // J. Electroanal.Chem. — 1972.-V. 37.-P. 233-248.

146. Staverman, A.J. Non-equilibrium thermodynamics of membrane processes // Trans. Faraday Soc. 1952. -V. 48. - P. 176-185.

147. Stewart, R.J. Ion-exchange membrane. 3. Water transfer / R.J. Stewart, W.P. Graydon // J. Phys. Chem. 1957. - V. 61, № 2. - P. 164-168.

148. Strathmann, H. Ion-exchange membrane separation processes. — Paris: Elsevier, 2004. 348 c.

149. Tan, S. Characterization and transport properties of Nafion/Polyaniline composite membranes / Sophie Tan and Daniel Belanger // J. Phys. Chem. -2005.-V. 109.-P. 23480-23490.

150. Tan, S. Characterization of cation-exchange/Polianiline composite membrane / S. Tan, A. Laforgue, D. Belanger // Langmuir. 2003 - V. 19, №3. -P. 744-751.

151. Tan, S. Chemical modification of a sulfonated membrane with a cationic polyaniline layer to improve its permselectivity / S. Tan, V. Viau, D. Cugnod, D. Bélanger // Electrochemical and Solid State Letters. 2002. - V. 5, №11. -P. E55-E58.

152. Teng, X. Nafion/organically modified silicate hybrids membrane for vanadium redox flow battery / X. Teng, Y. Zhao, J. Xi, Z. Wu, X. Qiu, L. Chen. //Journal of Power Sources. 2009. - V. 189.-P. 1240-1246.

153. Tombslakian, A.S. Electroosmotic water transport across ion- exchange membranes / A.S. Tombslskian, H.J. Barton, W.F. Graydon // J. Phys. Chem. — 1962.-V. 66, №6-P. 1006-1009.

154. Trivijitkasem, F. Water transport in ion- exchange membranes / F. Trivijitkasem, T. Ostvald // Electrochim. Acta. 1980. - V. 25. - P. 171-178.

155. Vallejo, E. Proton-conducting polymers derived from poly(ether-etherketone) and poly(4-phenoxybenzoyl-l,4-phenylene) / E. Vallejo, G. Pourcelly, C. Gavach, R. Mercier, M. Pineri // Membrane Science J. 1999. -V. 160.-P. 127.

156. Winger, A.G. The electroosmotic transport of water across permselective membranes / A.G. Winger, R Ferguson, R. Kunin // J. Phys. Chem. 1956. -V. 60, №5-P. 556-558.

157. Xu, F. Electrodialysis with ion exchange membranes in organic media / F. Xu, Ch. Innocent, G. Pourcelly // Separation Purification Technol. 2005. - V. 43.-P. 17-24.

158. Yen, C. Sol-gel derived sulfonated-silica/Nafion composite membrane for direct methanol fuel cell / C. Yen, C. Lee, Y. Lin, H. Lin, Y. Hsiao, S. Liao, C. Chuanga, C.M. Ma // Journal of Power Sources. 2007. - V. 173. - P. 36-44.

159. Yuping, D. Investigation of electrical conductivity and electromagnetic shielding effectiveness of polyaniline composite / D. Yuping, L. Shunhua, G. Hongtao // Sci. and Technology of Advanced Materials. — 2005. V. 6. - P. 513-518.