Структура и гидратация ионообменных мембран

• Автор: Резников, Алексей Александрович
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Воронеж
• Количество страниц: 147 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение.

Глава 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Методы исследования структуры вещества.

1.2. Гидратация ионов в растворах.

1.3. Структура ионообменных мембран и методы изучения ее гидратации

Глава 2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.

2.1. Ионообменные мембраны и их характеристики

2.2. Квантовохимические методы расчета структуры электролитов

и ионообменных мембран

2.3. Кондуктометрический метод измерения электрических подвижностей ионов в ионообменной мембране
Глава 3. КВАНТОВОХИМИЧЕСКИЕ РАСЧЕТЫ СТРУКТУРЫ И ЭНЕРГИИ ГИДРАТИРОВАННЫХ ИОНОВ В РАСТВОРАХ
3.1. Расчет ступенчатой гидратации катионов щелочных металлов
3.2. Неэмпирический расчет гидратации анионов галогенов.
3.3. Ассоциация ионов в растворах хлоридов лития и натрия.
Глава 4. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ СТРУКТУРЫ, ГИДРАТАЦИИ И ТИПОВ ХИМИЧЕСКИХ СВЯЗЕЙ В ИОНОСЕЛЕКТИВНЫХ МЕМБРАНАХ
4.1. Структура и типы химических связей в катионообменных мембранах.
4.2. Структура и гидратация сильноосновной анионообменной мембраны.
4.3. Электрические подвижности ионов в ионообменных мембранах
и энергии активации электропроводности
4.4. Ионномолекулярная теория удерживания электролита при
обратном осмосе
ВЫВОДЫ.
ЛИТЕРАТУРА


Диссертация состоит из введения, четырех глав, выводов, списка цитируемой литературы. Материал изложен на 7 страницах машинописного текста, включая рисунков, таблицы, списка литературы из 5 наименований. Глава 1. Основная метаморфоза, которую претерпела химия в XX столетии, заключается в том, что из экспериментальной науки о веществах и их превращениях она превратилась в систему представлений, методов, знаний и теоретических концепций, направленных на изучение атомномолекулярных систем. При этом основным средством описания, интерпретации, прогноза и использования атомномолекулярных систем стала структура 1. Необходимость интерпретации различия свойств изомеров, имеющих одинаковый состав, стала трансцендентальной предпосылкой представлений о строении химических соединений. К представлениям о структуре и к точному значению структуры различных атомномолекулярных систем химия шла по двум направлениям. Первым был аппарат структурных формул, построенный Кекуле, Купером, Бутлеровым, Вернером, ВантГоффом. Второй подход, позволяющий устанавливать структуру исследуемо по вещества, стал возможен с развитием инструментальных физических методов в XX веке. Основными источниками структурных данных являются инфракрасные спектры и спектры комбинационного рассеяния, ядсрномагнитного резонанса и электронного парамагнитного резонанса, дифракционные методы рентгеноструктурный анализ и нейтронография. II модель, в которой каждый атом представлен тепловым эллипсоидом, характеризующим колебательное тепловое движение атома. Первые три модели строятся на основе стандартного рентгеноструктурного метода для построения г,р и г, 8рмоделей необходимо провести прецизионный рентгеноструктурный анализ, в ходе которого в отличие от стандартного рентгеноструктурного анализа уточняются параметры, характеризующие функции атомного рассеяния лучей. Отметим, что рентгеноструктурный анализ фактически является единственным универсальным методом, в котором образ структуры возникает объективно. Во всех остальных экспериментальных исследованиях, направленных на изучение структуры, в качестве исходной информации используется уже установленная или предполагаемая модель химического строения, которую нужно подтвердить или опровергнуть. Попытка рассмотреть с единых позиций основные подходы к описанию и моделированию структуры разнообразных атомномолекулярных объектов была предпринята в 2,3. Для жидкостей имеются две принципиально важные особенности отсутствие дальнего порядка нет периодичности и структура жидкости постоянно меняется во времени и это изменение также не является периодическим. Важнейший элемент современной химии заключается в том, что наряду с экспериментальными методами исследования структуры появились вычислительные, теоретические методы, основанные преимущественно на применении компьютерного моделирования. Расчетное построение молекул и вычисление ее свойств. Расчетное воспроизведение какоголибо процесса компьютерный эксперимент. Выявление и описание функциональных зависимостей корреляций. Компьютерное моделирование структуры веществ и протекающих реакций включает молекулярную механику, молекулярную динамику и метод МонтеКарло, квантовую химию. Молекулярная механика представляет совокупность методов априорного определения геометрического строения и энергии молекул, в которых электроны системы явно не рассматриваются 4. Молекулярная механика рассматривает молекулу как набор атомов, который управляется потенциальными функциями, заимствованными из классической механики. Эти потенциальные функции, определяющие так называемой силовое поле молекулы, содержат некоторые параметры, как, например, длины связей, валентные углы, силовые постоянные. Метод основан на допущении возможности переноса этих параметров, экспериментально определенных для простых молекул, применять для прогнозирования структуры и свойств более сложных соединений. Достоинством молекулярной механики является простота расчетов и их высокая скорость, недостатком отсутствие возможности рассчитывать межмолекулярные взаимодействия и молекулы, для которых нет эмпирических параметров.