Мембраны нового поколения со специфической селективностью к моновалентным ионам и пониженной осмотической и электроосмотической проницаемостью для повышения эффективности диализного и электродиализного разделения и концентрирования растворов солей переходных металлов и кислот

Целью проекта является развитие подходов к повышению эффективности мембранных технологий разделения и концентрирования растворов электролитов путем создания новых модификаций ионообменных мембран для их применения в процессах селективного выделения солей многозарядных катионов из их смеси с кислотой методами диализа и электродиализа. Эта проблема является актуальной для гидрометаллургии, где образуются большие объемы кислых стоков солей переходных металлов. В ходе реализации проекта будет разработан способ получения композитов на основе гомогенных катионообменных мембран и полианилина, обладающих специфической селективностью к моновалентным катионам, что позволит разделять соли и кислоты из смешанных растворов в том числе с одновременным концентрированием кислоты. Будет разработана методика модифицирования полианилином тонких (100 мкм) гомогенных мембран в результате полимеризации анилина in situ в условиях электродиффузии мономера и окислителя. Оценка влияния плотности тока и времени его протекания на полимеризацию анилина в мембране позволит определить оптимальные условия для получения композитов, обладающих специфической селективностью к моновалентным катионам. Будет выполнена полная характеризация исходных и модифицированных мембран, включающая определение равновесных (обменная емкость, влагосодержание), структурных (микрофотографии поверхности, ИК спектры), транспортных (диффузионная и электроосмотическая проницаемость, удельная электропроводность, вольтамперные кривые) свойств. Это позволит сравнить исследуемые образцы с известными российскими и зарубежными промышленно производимыми и экспериментальными материалами. Впервые будет выполнена оценка эффективности использования композитов на основе электродиализных гетерогенных анионообменных мембран российского производства и полианилина в процессе диализного разделения кислот и солей с многозарядными катионами, что позволит расширить области их применения. Будет выполнено детальное исследование переноса ионов и воды в процессах диализной и электродиализной переработки растворов, содержащих смесь кислоты и соли с многозарядными катионами, с использованием базовых и модифицированных мембран. Это позволит выявить влияние модификатора на транспорт электролитов и воды в ходе диализа и электродиализа. Актуальность работы обусловлена расширением знаний о механизмах переноса электролитов и воды в мембранных системах, что позволит совершенствовать подходы к управлению этими механизмами за счет направленного изменения свойств коммерческих мембран путем их модифицирования. Полученные сведения о закономерностях формирования структур типа полимер в полимере, влиянии модификатора на свойства индивидуальных мембран и закономерности транспорта электролитов и воды в процессах диализного и электродиализного разделения компонентов растворов будут иметь как фундаментальное значение для мембранного материаловедения, так и прикладное значение для развития мембранных технологий переработки растворов.