- Артикул:00-01055761
- Автор: И.В. Заболоцкий, В.В. Никоненко
- ISBN: 5-02-001677-2
- Тираж: 500 экз.
- Обложка: Твердая обложка
- Издательство: Наука (все книги издательства)
- Город: Москва
- Страниц: 392
- Формат: 60 90/16
- Год: 1996
- Вес: 565 г
Развернуть ▼
В книге авторы изложили результаты собственных фундаментальных исследований, проанализировали сложившиеся в литературе представления о структуре ионообменных мембран, явлениях транспорта ионов в них и роли прилегающих к поверхности мембраны диффузионных слоев. С учетом структурной неоднородности мембран выведены уравнения переноса, в качестве исходных положений авторы использовали принципы неравновесной термодинамики и подходы моделирования переноса и на микроскопическом уровне. Особое внимание уделено уравнению Нернста-Планка, лежащему в основе современных описаний процессов переноса в мембранных системах. Рассмотрены особенности переноса ионов через границы раздела мембрана/раствор и через внутренние границы раздела фаз в мембране. Для электрохимиков, специалистов в области ионообменных мембран и электромембранных технологий, а также для студентов.
Содержание
Предисловие
Глава 1. Структура ионообменных мембран. Состояние ионов и воды
1.1. Структурная организация ионообменных мембран
1.1.1. Структурирование в сухих ионитах
1.1.2. Структурирование в гидратированных ионитах
1.2. Состояние ионов
1.2.1. Соотношения Доннана
1.2.2. Три состояния иона
1.2.3. Стадии гидратации фиксированных групп
1.2.4. Ионы в двойном слое. Модель плоской поры
1.2.5. Модель цилиндрической поры
1.3. Состояние воды и распределение пор по радиусам
1.4. Необменная сорбция электролита
1.4.1. Доннановское равновесие двух фаз
1.4.2. Проверка соотношения Доннана. Экспериментальные результаты
1.4.3. Модель неравномерного непрерывного распределения функциональных групп
1.4.4. Модели с дискретным распределением функциональных групп
Глава 2. Термодинамика неравновесных процессов
2.1. Уравнения переноса в интегральной форме
2.1.1. Диссипативная функция и феноменологические уравнения
2.1.2. Выбор сил и потоков. Уравнения Кедем-Качальского. Т- форма
2.1.3. Практические транспортные коэффициенты
2.2. Уравнения переноса ТНП в дифференциальной форме
2.2.1. Основные предположения и ограничения
2.2.2. Системы отсчета
2.2.3. Уравнения Кедем-Качальского в дифференциальной форме
2.3. Фрикционная модель
2.4. Уравнения Стефана-Максвелла
2.5. Уравнения переноса статистической механики (уравнения Мейсона)
2.6. Уравнения Шлегля
2.7. Уравнение Нернста-Планка
2.8. Электробародиффузия бинарного электролита. Обобщение уравнений Нернста-Планка
2.9. Соотношение Нернста-Эйнштейна и конвективная составляющая подвижности
2.10. Экспериментальное определение феноменологических коэффициентов переноса
2.11. Метод термодинамики цепей (Network thermodynamics)
2.12. Заключение
2.13. Приложение. Состояние межфазной границы
Глава 3. Уравнения переноса, основанные на микроскопических представлениях
3.1. Основные представления
3.2. Механизм переноса ионов
3.3. Хаотическая самодиффузия
3.4. Зависимость коэффициента самодиффузии противоионов от температуры
3.5. Уравнение Нернсга-Планка
3.6. Корреляционные эффекты
3.7. Роль электрофоретического и релаксационного эффектов
3.8. Заключение
Глава 4. Структурно-кинетические модели мембран
4.1. Гетерофазные модели
4.1.1. Двухфазные модели с одной проводящей фазой
4.1.2. Модели с двумя проводящими фазами
4.1.3. Микрогетерогенная модель
4.2. Подход Глюкауфа
4.3. Субмикросгруктурные модели
4.4. Заключение
Глава 5. Проводящие свойства ионообменных мембран
5.1. Электропроводность
5.1.1. Методы измерения
5.1.2. Концентрационная зависимость
5.1.3. Электропроводность на переменном и постоянном токах
5.1.4. Роль непроводящей фазы
5.1.5. Зависимость от влагосодержания
5.2. Селективность и числа переноса
5.2.1. Определения
5.2.2. Экспериментальное определение чисел переноса (ЧП)
5.3. Диффузионная проницаемость мембран
5.3.1. Экспериментальные методы
5.3.2. Интегральный и дифференциальный коэффициенты проницаемости
5.3.3. Зависимость коэффициентов проницаемости от концентрации
5.3.4. Сравнение теории с экспериментом
5.4. Коэффициенты диффузии в неоднородной мембране
5.4.1. Коэффициенты самодиффузии
5.4.2. Самодиффузия противоионов
5.4.3. Самодиффузия коионов
5.5. Идентификация микрогетерогенной модели мембраны
5.5.1. Параметры модели
5.5.2. Схема определения параметров
5.5.3. Определение оптимальных параметров Од и а из эксперимента по диффузии электролита
5.5.4. Начальное приближение а0 и D || и результаты оптимизации
5.5.5. Доверительная область и влияние погрешности эксперимента на точность определения параметров а и DA
5.5.6. Примеры решения задачи идентификации
5.5.7. Проблемы паспортизации мембран
5.5.8. Базы данных и моделирование
5.6. Перенос воды
5.6.1. Фильтрация
5.6.2. Осмотическая проницаемость
5.6.3. Электроосмотическая проницаемость
5.6.4. Перенос воды при электродиализном концентрировании
Глава 6. Стационарная электродиффузия электролита через ионообменную мембрану. Учет диффузионных слоев.
6.1. Понятие диффузионного слоя
6.2. Толщина диффузионного слоя
6.3. "Мягкие" токовые режимы. Формулировка краевой задачи
6.4. Методы решения
6.4.1. Аналитические решения
6.4.2. Численные методы решения
6.5. Электродиффузия бинарного электролита
6.5.1. Концентрационные профили в диффузионных слоях и предельный ток
6.5.2. Концентрационный профиль в мембране
6.5.3. Эффективные числа переноса
6.5.4. Вольт-амперная характеристика (ВАХ)
6.5.5. Приближенное решение краевой задачи
6.5.6. Модель однородной мембраны
6.6. Электродиффузия тернарного электролита
6.6.1. Формулировка задачи и безразмерные параметры
6.7. Конкурирующий перенос ионов через мембраны с модифицированной поверхностью
6.8. Объемный заряд в диффузионном слое
6.8.1. Формулировка и упрощение задачи
6.8.2. Распределение напряженности поля
6.8.3. Распределение концентраций
6.8.4. Распределение объемного заряда
6.8.5. Вольт-амперная характеристика
6.8.6. Условие квазиравномерного распределения заряда (КРЗ)
6.9. Интенсификация электродиализа разбавленных растворов
6.9.1. Ограничение гидродинамических приемов интенсификации
6.9.2. Гравитационная конвекция
6.9.3. Электроконвекция
6.9.4. Эффект экзальтации
6.10. Заключение
Список обозначений
Литература
Рекомендуем
Артикул 00-01031905
