="justify"> амфолітом містять полярні групи (наприклад, карбоксильні і/або аміногрупи), які вступають у реакції протолізу з розчинником (водою) з утворенням іонів H + або OH- і міняють зарядність залежно від pH навколишнього середовища. Ця особливість обумовлює наявність механізмів переносу, відмінних від характерних для сильних електролітів, таких як NaCl. З іншого боку многофакторность процесів протолізу амфолітов в поровом розчині, на кордоні мембрана/розчин і в прилеглих до іонообмінної мембрані дифузійних прикордонних шарах дає більше «важелів» для впливу на мембранну систему з метою забезпечення процесу електродіалізним (ЕД) поділу в бажаному напрямку. Цим обумовлені успіхи ЕД в регенерації абсорбентів вуглекислого газу (гідро-карбонат натрію, моноетаноламін, поліенаноламін та ін.), Що застосовуються в замкнутих системах життєзабезпечення; в демінералізації вод, що містять борну кислоту; знешкодженні травильних розчинів гальванічних виробництв; селективному витяганні з органічних відходів амінокислот і мономерів для отримання біорозкладаних пакувальних матеріалів і відновлюваної сировини для виробництва екологічно чистої енергії; созда-ня маловідходних технологій кондиціонуванні соків, вина та молочної продукції. Розробка і вдосконалення таких технологічних рішень вимагає поглиблення знань про фізико-хімічних аспектах функціонування іонообмінних мембран і пошуку загальних закономірностей транспорту амфоліт-тов в мембранних системах і процесах їх старіння - еволюції фізико-хімічних характеристик іонообмінних матеріалів в процесі їх експлуатації.
Метою даної роботи є дослідження еволюції фізико-хімічних характеристик іонообмінних смол та виготовлених з них мембран в процесах переробки амфоліт-містять модельних розчинів і виноматеріалів.
1. АНАЛІТИЧНИЙ ОГЛЯД
1.1 Іонообмінні смоли
Іонообмінні смоли або іоніти являють собою речовини, здатні поглинати з розчинів іони в обмін на еквівалентну кількість інших іонів того ж знака заряду. Іоніти - порівняно новий хімічний матеріал. Перший їх синтез відноситься до початку минулого сторіччя. В даний час виробництво іонообмінних матеріалів перетворилося на багатотоннажних, а іонообмінні технології зайняли провідне місце в багатьох виробництвах, успішно доповнивши такі процеси, як дистиляція, адсорбція, фільтрація та ін. Водопостачання, очистка стічних вод, вилучення цінних продуктів з відходів виробництва, регенерація розчинів, гідрометалургія кольорових, рідкісних і дорогоцінних металів, очищення хімічних, фармацевтичних і харчових продуктів - ось далеко не повний перелік областей застосування іонітів.
В останні роки застосування іонообмінних матеріалів успішно поєднується з електрохімічної технологією.
Іоніти застосовуються зазвичай або в насипному вигляді у формі гранул або у вигляді плівок - мембран. Основні закономірності статики і кінетики іонного обміну, механізму проходження струму, процесів набухання та ін. Є спільними як для гранульованого, так і для плівкового іонообмінного матеріалу. Тим не менш, специфіка масопереносу при накладенні електричного поля в разі зернистих іонітів і у випадку мембран, а також особливості технології при їх використанні дозволять поділити електрохімію іонообмінних матеріалів на електрохімію гранульованих іонітів і електрохімію іонообмінних мембран [23, 28].
Гранульовані ионообменники стали об'єктом вивчення з погляду електрохімії лише в другій половині XX століття після встановлення факту провідності іонітами струму. Потім була виявлена ??можливість практичного використання властивості електропровідності іонітів для здійснення електрохімічної регенерації відпрацьованих смол [28]. Звичайні хімічні схеми використання зернистих іонітів передбачають періодичне відновлення смол шляхом обробки їх розчинами солей, кислот або лугів. Затрати на регенерацію великих кількостей реактивів і промивних вод робить іонообмінну технологію неприйнятною в ряді виробництв. Наприклад, відомо, що іонообмінне витяг солей з водних розчинів економічно вигідно лише для сполук цинку, міді та інших більш дорогих металів [28]. Електрохімічні схеми іонного обміну не вимагають витрати реактивів на регенерацію і води на промивку. Електрохімічна технологія іонного обміну дозволяє зробити економічно виправданою утилізацію зі стічних вод або витяг з природних вод солей не тільки дорогих, але і дешевих металів - заліза, калію, магнію та ін. Електрохімічні схеми іонообмінної технології вигідно відрізняються від хімічних не тільки тим, що не вимагають витрати реактивів на регенерацію смол, але й тим, що роблять технологічний процес безперервним і керованим за допомогою сили струму і напруги. Завдяки цьому електрохімічні схеми іонного обміну можуть бути легко автоматизовані.
Мембрани (діафрагми, плівки) стали використовувати...
