Сопряженный перенос ионов и воды в растворе у поверхности ионообменной мембраны. Влияние свойств поверхности мембраны и токового режима

Цели: теоретическое и экспериментальное исследование эффекта взаимодействия неоднородности поля концентраций на развитие электроконвекции; теоретическое и экспериментальное изучение электроконвекции и массопереноса в стационарных и нестационарных, в том числе в переменнотоковых режимах. Получены вольтамперные характеристики, хронопотенциограммы и спектры электрохимического импеданса; изучена кинетика массопереноса (измерена степень обессоливания в ЭД аппарате в течение заданного промежутка времени). Проведена полная характеризация мембран, использованных в электрохимических измерениях: найдены обменная ёмкость, концентрационные зависимости электропроводности и диффузионной проницаемости; определены контактные углы смачивания и другое, влияющие на характер развития электроконвекции (морфология и топология поверхности, степень её гидрофобности и др.). Разработано несколько математических моделей электромассопереноса, основанных на уравнениях Нернста - Планка и уравнении Пуассона. Конвективный перенос в некоторых случаях учтен явно с помощью уравнений Навье - Стокса, в других случаях - неявно с использованием концепции диффузионного слоя Нернста. Произведены численные расчеты с использованием моделей, результаты сопоставлены с экспериментальными данными. Проведен анализ важности неучтенных эффектов.