name: Система характеризации ионообменных материалов с использованием модельных подходов
keyword_list: Ионообменная мембрана, характеризация, моделирование, электропроводность, диффузионная проницаемость, электроосмотическая проницаемость, константа ионообменного равновесия, селективность
abstract: Целью работы являлось обоснование и разработка системы характеризации ионообменных мембран на основе комплексных подходов к оценке их равновесных, селективных, диффузионных и электроосмотических свойств в растворах электролитов различной природы c преимущественным использованием результатов кондуктометрических исследований.В качестве объектов исследования использовались промышленно производимые и экспериментальные лабораторные образцы ионообменных мембран различных структурных типов (гомогенные, гетерогенные), образцы перфторированных мембран МФ-4СК, модифицированных полианилином, и антикоррозионные композиционные материалы на основе катионообменной и эпоксидной смол и полианилина. В качестве экспериментальных методов использованы мембранная кондуктометрия, измерение электроосмотической проницаемости объемным методом, диффузионной проницаемости при диффузии электролита через мембрану в воду и селективности мембран потенциометрическим методом, дополненные изучением физико-химических характеристик мембран.В работе доказана возможность использования расширенной трехпроводной модели в качестве метода упрощенной характеризации мембранных материалов, позволяющего из единственной концентрационной зависимости удельной электропроводности мембраны получить набор параметров, необходимых для оценки механизма переноса тока через мембрану и ее структурной неоднородности и рассчитать числа переноса ионов и воды в разбавленных и умеренно концентрированных растворах электролитов. В работе решена проблема оценки электроосмотической проницаемости ионообменных мембран в рамках капиллярной модели электроосмотического переноса свободного растворителя. Установлено, что электроосмотический перенос не зависит от природы ионогенных групп, в то время как уровень гетерогенности мембраны и степень ее набухания оказывают ключевое влияние. Установлены границы применимости теории обобщенной проводимости для описания проводящих и диффузионных характеристик ионообменных мембран. Расширен круг электролитов, включающий полизарядные ионы, для которых найдены транспортно-структурные параметры мембран в рамках двухфазной микрогетерогенной модели. Предложен способ установления ионного состава гелевой фазы мембраны для систем ионообменная мембрана/раствор, содержащий органические или двухзарядные противоионы, на основании концентрационных зависимостей удельной электропроводности мембраны в индивидуальных и смешанных растворах. Рассчитана константа равновесия Никольского для мембраны МФ-4СК в растворах анилина на фоне соляной или серной кислоты и мембраны МК-40 в растворах, содержащих хлорид кальция и хлорид натрия или соляную кислоту. Развит подход к оценке диффузионной проницаемости бислойных мембран, позволяющий на основании свойств отдельных слоев определить их толщины. Показана применимость модели бислойной мембраны для оценки диффузионных характеристик и толщин слоев перфторированных мембран, модифицированных полианилином в различных условиях.С привлечением параметров перколяционной модели предложены критерии прогнозирования электрохимического поведения композиционных антикоррозионных покрытий из эпоксидной смолы, полиэлектролита и полианилина, для создания функциональных систем с электрохимическим откликом на воздействие коррозионной среды, что позволило оптимизировать состав покрытия.
chairman_dissertation_council.surname: Заболоцкий В. И.
chairman_dissertation_council.position: зав. кафедрой
organization_supervisor.surname: Астапов М. Б.
organization_supervisor.position: ректор
rubrics.code: 31.25.15
rubrics.name: Структура и свойства природных и синтетических высокомолекулярных соединений
rubrics.code: 31.15.33
rubrics.name: Электрохимия
oecds.code: 01.04.UY
oecds.name: POLYMER SCIENCE
oecds.code: 01.04.HQ
oecds.name: ELECTROCHEMISTRY
speciality_codes.name: Электрохимия
speciality_codes.code: 02.00.05
supervisors.fio: Кононенко Н.А.
supervisors.scientific_degree: Доктор химических наук
supervisors.speciality_code: Электрохимия
supervisors.responsible_type: Научный руководитель
opponents.fio: Ярославцев А.Б.
opponents.scientific_degree: Доктор химических наук
opponents.speciality_code: Неорганическая химия
opponents.responsible_type: Оппонент
opponents.fio: Васильева В.И.
opponents.scientific_degree: Доктор химических наук
opponents.speciality_code: Электрохимия
opponents.responsible_type: Оппонент
protection_organization.short_name: ФГБОУ ВО «КубГУ», ФГБОУ ВО «Кубанский государственный университет»
protection_organization.name: Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Кубанский государственный университет»
protection_organization.ogrn: 1022301972516
protection_organization.organization_type: Организация
protection_organization.okogu: Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
protection_organization.okopf: Федеральные государственные бюджетные учреждения
author_organization.short_name: ФГБОУ ВО «КубГУ», ФГБОУ ВО «Кубанский государственный университет»
author_organization.name: Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Кубанский государственный университет»
author_organization.ogrn: 1022301972516
author_organization.organization_type: Организация
author_organization.okogu: Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
author_organization.okopf: Федеральные государственные бюджетные учреждения