у.
Величина перехідного часу досягає мінімуму при ідеально селективної мембрані і росте зі зменшенням числа переносу противоионов в мембрані.
Різниця в будові поверхні і внутрішньої структури різних типів мембран відбивається і на їх електрохімічних властивостях, що можна побачити на хронопотенціограммах. Якщо поверхня практично гомогенна, лінії струму розподілені рівномірно по поверхні (Малюнок 43 а), а концентрація електроліту в розчині поблизу кордону з мембраною приблизно однакова у всіх точках поверхні.
Малюнок 43 - Схематичне розподіл ліній струму поблизу поверхні гомогенних (а) і гетерогенних (б) мембран [41]
Якщо ж поверхня неоднорідна, лінії струму згущуються на добре провідних ділянках (ефект воронки ) (Малюнок 43б); локальна щільність струму тут істотно вище, ніж у середньому по поверхні, а гранична концентрація набагато нижче. При цьому концентрація електроліту поблизу провідних ділянок падає швидше і стан, відповідне перехідному часу, настає в системі швидше. Різну будову поверхні мембрани впливає і на вид хронопотенціограмми.
У гетерогенних мембран стрибок потенціалу починає рости значно раніше, ніж у випадку гомогенної поверхні. Коли гранична концентрація на проводять ділянках стає досить малою, доставка електроліту починає здійснюватися в тангенціальному напрямку.
Малюнок 44 - Перехідні часи на хронопотенціограммах мембран МА - 41, МА - 41П1 до і після (*) контакту з антоціанами при щільності струму 3,7 мА/см 2 і 4,44 мА/см 2
Малюнок 45 - Перехідні часи на хронопотенціограммах мембран МК - 40, МК - 40 з нанесеним шаром МФ - 4СК до і після (*) контакту з антоціанами при щільності струму 3,7 мА/см 2 і 4 , 44 мА/см 2
У результаті стрибок потенціалу через гетерогенну мембрану зростає швидше (у порівнянні з гомогенної мембраною) спочатку, після включення струму, і повільніше поблизу точки перегину, що і пояснює більш згладжений вигляд кривої.
Розрахункові значення перехідного часу представлені на малюнках.
З аналізу даних, представлених на наведених малюнках, випливає, що отруєння мембран супроводжується зниженням величини перехідних часів. Це свідчить про те, що деяка частина провідної поверхні мембран перестає брати участь у масопереносу. Оцінки, зроблені з використанням рівняння Санда, показують, що найбільшому екрануванню піддається поверхню аніонообмінних мембран. Ефект екранування зростає зі збільшенням пористості мембран. Мабуть, великі молекули антоціанів входять в розширені пори мембрани МА - 41П1, вступають в електростатичні взаємодії з повторними, третинними амінами - фіксованими групами мембрани, але не проходять вглиб мембрани. Враховуючи хімічну будову антоціанів, можна припустити, що підкислення розчину, яку має місце біля поверхні аніонообмінної мембрани в сверхпредельних струмових режимах, призводить до трансформації хімічного складу антоціанів. З іонної форми вони переходять в молекулярну. Електростатичне взаємодія цих речовин з поверхнею аніонообмінної мембрани слабшає. Тому зі збільшенням щільності струму (від якої залежить швидкість генерації H +, OH- іонів на кордоні мембрана/розчин) різниця в значеннях перехідних часів вихідної і отруєної мембран зменшується.
Щоб дати більш точну оцінку, необхідно більш детально вивчити процес отруєння та взаємодії отруйних речовин з поверхнею і об'ємом мембрани.
Проведені дослідження є першим кроком для вивчення механізмів отруєння мембран антоціанами. Ці дослідження будуть продовжені в рамках магістерської дисертації.
Висновок
. Причиною отруєння мембран можуть бути хімічні взаємодії антоціанів з фіксованими групами мембран, а також утворення в порах і осадження на поверхні мембран колоїдних частинок.
. Негативно заряджені сульфогрупи катіонообменной мембрани, мабуть, мають той же заряд, що і полярні групи антоціанів. Електростатичне відштовхування поверхні мембрани МК - 40 перешкоджає осадження антоціанів. Поверхня плівки МФ4-СК має той же негативний заряд, але його щільність нижче. Зниження електростатичного відштовхування приводить до збільшення осадкообразованія. Фіксовані групи аніонообмінних мембран МА - 41 і МА - 41П1 мають позитивний заряд. Поверхня цих мембран характеризується більш сильним осадкообразованіі, ніж у випадку катіонообменних мембран внаслідок взаємодії їх фіксованих груп з полярними групами антоціанів. Збільшення пористості (мембрана МА - 41П1) сприяє зростанню осадкообразованія.
. Нанесення на гетерогенну Катіонообменная мембрану МК - 40 гомогенної плівки МФ4-СК з однойменною зарядом фіксованих груп призводить до зростання...
