МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ПЕРЕНОСА ИОНОВ В ПРОЦЕССЕ ЭЛЕКТРОДИАЛИЗА
Электродиализ (ЭД) ‒ это метод электрохимического разделения, при котором ионы избирательно переносятся через ионоселективные мембраны под действием электрического поля. В данной работе основное внимание уделяется математической модели переноса ионов в процессе ЭД, включающей граничные условия, силу...
Saved in:
| Main Authors: | , |
|---|---|
| Format: | Article |
| Language: | English |
| Published: |
Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова
2021-09-01
|
| Series: | Ползуновский вестник |
| Subjects: | |
| Online Access: | https://ojs.altstu.ru/index.php/PolzVest/article/view/107 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| _version_ | 1832574210006843392 |
|---|---|
| author | Мохаммед Кадер Джубари Надежда Вячеславовна Алексеева |
| author_facet | Мохаммед Кадер Джубари Надежда Вячеславовна Алексеева |
| author_sort | Мохаммед Кадер Джубари |
| collection | DOAJ |
| description | Электродиализ (ЭД) ‒ это метод электрохимического разделения, при котором ионы избирательно переносятся через ионоселективные мембраны под действием электрического поля. В данной работе основное внимание уделяется математической модели переноса ионов в процессе ЭД, включающей граничные условия, силу тока, потоки ионов, числа переноса ионов и проницаемость мембраны. Математические модели переноса ионов в процессе электродиализа на ионообменных мембранах рассмотрены на основе уравнения Нернста–Планка. Известно множество работ, в которых используется это уравнение, поскольку его относительно легко связать с другими уравнениями, описывающими гидродинамические условия и перенос ионов в окружающих растворах, граничные и другие условия. Из соотношения плотности тока с потоками выводится корреляционная связь для нелинейного градиента потенциала. Граничные условия определяются равновесием Доннана на поверхности «мембрана–раствор» с учетом конвективного течения. Модель предсказывает влияние увеличения плотности тока на концентрацию ионов внутри мембраны и соотносится с ранее опубликованными экспериментальными данными. Кроме того, изучено влияние плотности тока на увеличение падения напряжения и снижение проницаемости ионообменных мембран. Отмечено, что структура мембраны, то есть размер каналов и пористость, оказывают большое влияние на эффективность переноса ионов через ионообменную мембрану. |
| format | Article |
| id | doaj-art-1d70bde79d6c441ebd404b9741f5e434 |
| institution | Kabale University |
| issn | 2072-8921 |
| language | English |
| publishDate | 2021-09-01 |
| publisher | Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова |
| record_format | Article |
| series | Ползуновский вестник |
| spelling | doaj-art-1d70bde79d6c441ebd404b9741f5e4342025-02-02T00:13:51ZengАлтайский государственный технический университет им. И.И. ПолзуноваПолзуновский вестник2072-89212021-09-013170178107МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ПЕРЕНОСА ИОНОВ В ПРОЦЕССЕ ЭЛЕКТРОДИАЛИЗАМохаммед Кадер Джубари0https://orcid.org/0000-0002-8070-9647Надежда Вячеславовна Алексеева1https://orcid.org/0000-0002-9335-0477Тамбовский государственный технический университетТамбовский государственный технический университетЭлектродиализ (ЭД) ‒ это метод электрохимического разделения, при котором ионы избирательно переносятся через ионоселективные мембраны под действием электрического поля. В данной работе основное внимание уделяется математической модели переноса ионов в процессе ЭД, включающей граничные условия, силу тока, потоки ионов, числа переноса ионов и проницаемость мембраны. Математические модели переноса ионов в процессе электродиализа на ионообменных мембранах рассмотрены на основе уравнения Нернста–Планка. Известно множество работ, в которых используется это уравнение, поскольку его относительно легко связать с другими уравнениями, описывающими гидродинамические условия и перенос ионов в окружающих растворах, граничные и другие условия. Из соотношения плотности тока с потоками выводится корреляционная связь для нелинейного градиента потенциала. Граничные условия определяются равновесием Доннана на поверхности «мембрана–раствор» с учетом конвективного течения. Модель предсказывает влияние увеличения плотности тока на концентрацию ионов внутри мембраны и соотносится с ранее опубликованными экспериментальными данными. Кроме того, изучено влияние плотности тока на увеличение падения напряжения и снижение проницаемости ионообменных мембран. Отмечено, что структура мембраны, то есть размер каналов и пористость, оказывают большое влияние на эффективность переноса ионов через ионообменную мембрану.https://ojs.altstu.ru/index.php/PolzVest/article/view/107перенос ионовуравнение нернста–планкаравновесие доннанаселективность мембранывысокая плотность тока |
| spellingShingle | Мохаммед Кадер Джубари Надежда Вячеславовна Алексеева МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ПЕРЕНОСА ИОНОВ В ПРОЦЕССЕ ЭЛЕКТРОДИАЛИЗА Ползуновский вестник перенос ионов уравнение нернста–планка равновесие доннана селективность мембраны высокая плотность тока |
| title | МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ПЕРЕНОСА ИОНОВ В ПРОЦЕССЕ ЭЛЕКТРОДИАЛИЗА |
| title_full | МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ПЕРЕНОСА ИОНОВ В ПРОЦЕССЕ ЭЛЕКТРОДИАЛИЗА |
| title_fullStr | МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ПЕРЕНОСА ИОНОВ В ПРОЦЕССЕ ЭЛЕКТРОДИАЛИЗА |
| title_full_unstemmed | МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ПЕРЕНОСА ИОНОВ В ПРОЦЕССЕ ЭЛЕКТРОДИАЛИЗА |
| title_short | МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ПЕРЕНОСА ИОНОВ В ПРОЦЕССЕ ЭЛЕКТРОДИАЛИЗА |
| title_sort | математическая модель переноса ионов в процессе электродиализа |
| topic | перенос ионов уравнение нернста–планка равновесие доннана селективность мембраны высокая плотность тока |
| url | https://ojs.altstu.ru/index.php/PolzVest/article/view/107 |
| work_keys_str_mv | AT mohammedkaderdžubari matematičeskaâmodelʹperenosaionovvprocesseélektrodializa AT nadeždavâčeslavovnaalekseeva matematičeskaâmodelʹperenosaionovvprocesseélektrodializa |