Извлечение, очистка и концентрирование амфотерных веществ с использованием новых ионообменных мембран

Объектом исследования являются анионообменные мембраны, находящиеся в растворах NaCl, NaH2PO4 и 0,045 М NaH2PO4, 0,020 М KCl, 0,045 М KOH, 0,028 CaCl2, 0,012 М MgCl2 (pH 6,0). Целью исследования является разработка принципиально новой концепции повышения эффективности электродиализного извлечения, очистки и концентрирования амфотерных веществ, включающей в себя комплексное решение нескольких проблем: повышение выхода по току и увеличение степени концентрирования целевого продукта; снижение энергозатрат и увеличение жизненного цикла используемых ионообменных мембран. Описаны методики определения электрохимических характеристик мембран (вольтамперомерия, хронопотенциометрия, электрохимические спектры импеданса), а также измерение контактных углов смачивания, получение концентрационных зависимостей электропроводности и диффузионной проницаемости. Обобщены результаты экспериментальных и теоретических работ по проекту и установлено, что в случае растворов электролитов, которые не участвуют в реакциях протонирования-депротонирования, единственным источником протонов является каталитическая диссоциация воды с участием фиксированных групп мембраны. Впервые показано, что природа фиксированных групп (слабоосновные первичные, вторичные, третичные амины или четвертичные основания) оказывает существенно большее воздействие на эффективность электродиализа фосфат-содержащих растворов. В результате, выходы по току снижаются, а энергозатраты растут по сравнению с растворами, которые содержат электролиты (NaCl). Установлено, что подкисление растворов в контуре концентрирования однозначно положительно влияет на эффективность электродиализного извлечения и концентрирования фосфатов и на снижение осадкообразования в камерах концентрирования. С использованием этих фундаментальных знаний предложена новая концепция модифицирования анионообменных мембран для увеличения выходов по току и снижения энергозатрат на электродиализное извлечение фосфат-содержащих растворов. Все полученные результаты будут использоваться для переработки растворов, содержащих амфотерные вещества