свідчать про ефективність гідроксиду заліза (III) в якості каталітичної добавки при отриманні модифікованих біполярних мембран.
Імпеданс мембрани, в яку внесена каталітична добавка, змінюється лінійно залежно від кількості введеного порошку, це підтверджується графіком залежно зворотного опору біполярної області від (малюнок 14). Так опір біполярної області мембрани при внесенні гідроксиду заліза (III) масою 75 мг/дм 2 становить 78 Ом це в 8 разів менше в порівнянні з вихідною мембраною. Опір біполярної області мембрани при внесенні гідроксиду заліза (III) масою 37 мг/дм 2 становить 175 Ом це в 4 разів менше в порівнянні з вихідною мембраною.
Малюнок 14 - Залежність зворотного опору біполярної області від кількості введеного гідр?? Ксідо заліза (III)
Більш наочну інформацію про електрохімічних характеристиках біполярних мембран дає перенапруження на біполярної області та її парціальна вольтамперная характеристика.
Аналіз залежностей щільності струму від перенапруги (малюнок 15) показує, що у мембран з великою кількістю гідроксиду заліза (III) перенапруження менше при однієї щільності струму. Так при щільності струму 0,22 A/дм 2 перенапруження на мембрані з кількістю внесеного гідроксиду заліза (III) 75 мг/дм2 становить 0,25 В це в 6 разів менше ніж у мембрани з кількістю внесеного порошку гідроксиду 6,25 мг/дм 2, перенапруження на якій складає 1,5 В.
Малюнок 15 - Парціальні вольтамперні характеристики по перенапрузі біполярної області мембрани, модифіковані різною кількістю гідроксидом заліза (III)
- аналог МБ - 2, мембрани з кількістю гідроксиду заліза (III)
- 6,25 мг/дм 2, 3-12,5 мг/дм 2, 4-25 мг/дм 2, 5-37 мг/дм 2, 6-75 мг/дм 2
. 3 Вплив природи важкого металу на електрохімічні характеристики біполярної області мембран
Порівняння парціальних вольтамперних характеристик біполярної області мембран показує (малюнок 16), що природа гідроксиду, введеного в біполярну область мембрани, слабо впливає на перенапруження на ній. Так при щільності струму 2,2 A/дм 2 різниця між перенапруженням на мембрані з гідроксидом хрому (III) і гідроксидом кобальту (III) становить 1,21 В, у той час як перенапруження на вихідній мембрані при тій же щільності струму становить 9, 16 В.
Малюнок 16 - Парціальні вольтамперні характеристики по перенапрузі біполярних областей мембран
Мембрани, модифіковані гидроксидами d-металів: 1 - кобольта (III), 2 - заліза (III), 3 - нікелю (II), 4 - хрому (III), 5 - мембрана аналог МБ -2
Таким чином, введення малорозчинних гідроксидів металів в біполярну мембрану призводить до поліпшення її електрохімічних характеристик. Введення гідроксидів сприяє зменшенню опору біполярної області, а також знижує напругу на мембрані. Природа гідроксиду впливає на характеристики мембрани незначно, в той же час простежується помітне поліпшення характеристик при збільшенні кількості введеного гідроксиду.
. 4 Дослідження каталітичної активності гідроксиду заліза (III) при тривалому використанні модифікованої біполярної мембрани
Тривале використання для отримання кислот і лугів з солей біполярних мембран, що містять як модифицирующей добавки гідроксиди металів, можливо в тому випадку, якщо гідроксиди металів, що знаходяться в біполярної області, не розчиняються в кислому середовищі, яка створюється в Катіонообменная шарі біполярної мембрани, біля якого знаходиться розчин кислоти. Гідроксид заліза (III) є перспективною каталітичної добавкою, оскільки дозволяє істотно знизити напругу на біполярної мембрані (малюнок 13, 15, 16), крім того, на відміну від сполук інших важких металів, сполуки заліза (III) представляють найменшу небезпеку для людини. Саме тому в даній роботі була досліджена стійкість гідроксиду заліза (III) при тривалому використанні модифікованої їм біполярної мембрани в кислотно-лужний системі.
Встановлено, що в системі 0,5 М HCl - 0,5 М NaOH при щільності струму 1,1 А/дм 2 опір біполярної області такої мембрани практично постійно протягом 9:00 (малюнок 17), що свідчить про стабільність гідроксиду заліза (III) в біполярної області в процесі отримання соляної кислоти і гідроксиду натрію з хлориду натрію.
Малюнок 17 - Залежність опору біполярної області біполярної мембрани, що містить 25 мг/дм 2 гідроксиду заліза (III) при щільності струму 1,1 А/дм 2 від часу в системі 0,5 М HCl - 0 , 5 М NaOH
3.5 Розрахунок ефективних констант швидкості дисоціації молекул води в біполярних мембранах
Аналіз таблиці 3, малюнка 18, таблиці 4 ...
