Исследование электрохимических характеристик ионообменных мембран и электромембранных процессов с их применением для получения аминов из их солей

Проект направлен на исследование закономерностей переноса ионов через биполярные и анионообменные мембраны в системе «амин, соль амина – неорганическая кислота» и разработку метода прогнозирования основных электрохимических характеристик процесса получения аминов из их солей с применением биполярного электродиализа. В отличие от традиционных химических процессов эти процессы являются безреагентными – для их проведения не требуется использование дополнительных реагентов. Такие процессы незаменимы в тех случаях, когда кислоты или щелочи потребляются в технологическом процессе, образуя соответствующие соли, а из этих солей с помощью биполярного электродиализа вновь получают кислоты и щелочи, которые возвращаются в производственный цикл. Особенностью исследований будет их проведение в тех же условиях, в которых мембраны эксплуатируются в реальных электродиализных аппаратах. Такой подход позволит повысить точность определения характеристик электродиализных аппаратов, а также сократить время, необходимое для такого определения. Для экспериментального исследования процессов переноса ионов через индивидуальную мембрану будет использован модифицированный метод гидродинамической изоляции мембраны. Для исследования влияния амина, соли амина и неорганической кислоты на скорость генерации ионов водорода и гидроксила в биполярной мембране – метод частотного спектра электрохимического импеданса. Будут получены новые знания о влиянии природы и концентрации аминов на электрохимические характеристики различных типов анионообменных и биполярных мембран, в частности сопротивление и эффективные числа переноса ионов через мембраны. Впервые будет определен вклад отдельных механизмов переноса ионов через индивидуальные анионообменные и биполярные мембраны в системах, содержащих амины. Будет получена информация о характере изменений структуры и электрохимических характеристик биполярных и анионообменных мембран после их использования в процессе получения амина из его соли биполярным электродиализом. Будет разработана математическая модель, позволяющая на основании рассчитанных функций отклика, найденным по электрохимическим характеристикам биполярной и анионообменной мембраны, рассчитать основные характеристики электродиализного процесса получения амина из его соли. Для проверки адекватности разработанной модели будет проведено сопоставление экспериментально полученных характеристик процесса с расчетом по разработанной модели. Результаты, полученные при выполнении проекта, послужат основой для новых методов интенсификации экологически чистых электродиализных процессов получения аминов из их солей электродиализом с биполярными мембранами.