валися значення рН (12). Для реєстрації потенціалу використовується вольтметр, з'єднаний з хлорсеребряного електрода.
Струм задається джерелом струму KEITHLEY. Джерело струму і вольтметр підключені до комп'ютери.
Вольтамперні характеристики і хронопотенціограмми знімалися в автоматичному режимі з використанням спеціальної програми.
, 2, 3 - буферні ємності, 4 - слив, 5 - ємність з вихідним розчином, 6 - насоси, 7 електродні камери, 8 - буферні камери, 9 - камера знесолення, 10 - камери концентрування, 11 - вентиль, 12 - pHметр.
Рисунок 8 - Гідравлічна схема установки для вивчення електрохімічних характеристик досліджуваних мембран
У даному дослідженні використана гальванодінаміческая вольтамерометрія, з повільною (0.00002 мА/c) розгорткою струму і цифровий реєстрацією стрибка потенціалу.
. 5 Аналіз вольтамперних характеристик і хронопотенціограмм
На вольтамперной характеристиці іонообмінної мембрани можна виділити 3 основних ділянки:
Рисунок 9 - Вольтамперная характеристика мембран МА - 41
- омічний ділянку, описувати за законом Ома. Початкова ділянка ВАХ близький до лінійного, що обумовлено омічним опором обох дифузійних шарів в неполяризованому стані і мембрани [32].
- ділянка плато raquo ;. Різке зростання стрибка потенціалу на ділянці плато ВАХ вказує на те, що концентрація електроліту у міжфазної межі мембрана-розчин стає мала в порівнянні з цією величиною в ядрі потоку.
- область надграничної струму, пов'язана з розвитком сполучених ефектів концентраційної поляризації. Характеризується осциляцією напруги, найбільш ймовірна причина - гідродинамічна нестійкість мікроконвектівних течій поблизу міжфазних кордонів і генерація H +, OH- іонів.
Кожна ділянка ВАХ несе певну інформацію про мембранної системі і характер розвитку концентраційної поляризації. Нахил омічного ділянки кривої можна використовувати для оцінки електричного опору мембрани.
Перетин дотичних до початкового ділянці та ділянці плато дає значення граничного струму, ilim. Це значення відповідає такому стану мембранної системи, при якому концентрація протиіонів у поверхні мембрани падає практично до нуля. Величина граничного струму залежить від багатьох факторів: селективності мембрани, природи і концентрації розчину, гідродинамічних умов експерименту, що визначають товщину дифузійного шару поблизу поверхні мембрани, а також стану поверхні мембрани.
Підйом струму вище граничного обумовлений проявом сполучених ефектів концентраційної поляризації (генерація H +, OH- іонів поблизу кордону розділу мембрана/розчин, ефект екзальтації граничного струму, виникнення макроскопічного просторового заряду у фазі розчину поблизу поверхні розділу мембрана/розчин ), що викликають електро-, термо- і гравітаційну конвекцію [33].
хронопотенціометрія (ХП) полягає у вимірюванні стрибка потенціалу в мембранної системі як функції часу при постійній заданої щільності струму.
Рисунок 10 - Характерні ділянки і точки хронопотенціограмми
Умовно всю хронопотенціограмму можна розділити на кілька частин. Початковий відрізок складається з трьох характерних ділянок: перша (а), обмежений точкою 1, практично вертикальний, величина якого дорівнює омічному скачку потенціалу (СП). Нахил даної ділянки кривої залежить від електричної ємності подвійного електричного шару на поверхні розділу фаз мембрана/розчин. Другий відрізок (б), відповідний повільному зростанню потенціалу до точки перегину 2, викликаний падінням концентрації електроліту поблизу мембрани з боку камери знесолення. При цьому транспорт електроліту з об'єму розчину до поверхні мембрани носить електродіффузіонний характер. Після точки перегину 2 (відрізок (в)) в доставці іонів істотну роль грає конвективний перенос. Слід зазначити, що точка перегину має місце на хронопотенціограмме тільки при щільності струму вище граничної, в іншому випадку не відбувається яскраво вираженою зміни механізму доставки електроліту з підключенням конвективної доставки. Після точки 3 мембранна система переходить в стаціонарний стан, в якому не відбувається помітних змін СП. Зміна потенціалу на ділянці (д) одно омічному скачку поляризованої мембранної системи після вимкнення струму. Останній відрізок кривої (е) описує процес релаксації мембранної системи, що полягає в розсмоктуванні сформувалися при протіканні струму градієнтів концентрації.
3. Результати та обговорення
. 1 Візуалізація поверхні мембран до і після контакту з антоціан містить розчин...
