Конструирование многослойной ионообменной мембраны c высокой селективностью в отношении переноса однозарядных ионов

Для извлечения ценных компонентов из природных вод и промышленных стоков все шире используется электродиализ с ионообменными мембранами. Основную роль в таком процессе играет селективность ионообменной мембраны в отношении переноса однозарядных ионов. Результаты ряда недавних исследований показывают, что очень высокая селективность мембран может быть достигнута путем нанесения на их поверхность нескольких монослоев полиэлектролитов. Однако механизм формирования высокой зарядовой селективности недостаточно ясен. В частности, неясно, почему нанесение нескольких слоев является более предпочтительным, чем нанесение одного слоя той же толщины. В данном проекте для создания высокоселективной мембраны будет использована в качестве подложки недорогая отечественная гетерогенная мембрана МК-40. Будет изучено изменение селективной проницаемости, заряда поверхности, диффузионной проницаемости и других электрохимических свойств мембран после каждого шага модификации; на основании этих данных будут определены свойства отдельных наносимых слоев. Для математического описания переноса ионов в такой системе будет разработана одномерная модель, основанная на уравнениях Нернста-Планка-Пуассона. Полученные экспериментальные данные совместно с результатами математического моделирования будут использованы при анализе связи свойств отдельных слоев со свойствами многослойной мембраны. По результатам выполнения проекта будут опубликованы три статьи в журналах, включенных в базы Scopus и Web of Science, подана одна заявка на полезную модель, сделано не менее пяти докладов на международных конференциях.