Многокомпонентная ионообменная кинетика массопереноса в среде ионита с вытеснительным эффектом для диффузионных концентрационных волн компонентов и немонотонным поведением кинетических кривых
Ключевые слова:
кинетика, многокомпонентность, диффузионный массоперенос, концентрационные волны, вытеснительный эффект, кинетические кривые, немонотонность.
Аннотация
Представлено теоретическое исследование с моделированием многокомпонентного кинетического
диффузионного массопереноса ионов-компонентов в ионитах. Использована компьютерная модель для
современных теоретических исследований кинетики нелинейного многокомпонентного массопереноса ионов.
Проведены расчеты распространяющихся диффузионных концентрационных волн в трех-компонентных
ионообменных системах для массопереноса двух входящих ионов и одного выходящего в ионообменных
матрицах произвольных форм: r-зерне, (или ro-волокне), и в планарной L-мембране.
Все результаты компьютерных расчетов представляются в терминах концепции распространяющихся
диффузионных концентрационных волн трех i-компонентов 1A,2B,3C (i=1,2,3) c DA,DB,DC - диффузивностями в
среде. Распространение Xi -концентрационных волн иллюстрируются авторскими расчетными графиками и
анимациями, показывающими визуально распространение и взаимодействие (интерференцию) трех-
компонентных концентрационных волн (X1A, X2B, X3C ) в матрицах ионитов различных r,ro,L-форм. Получен и
представлен новый вытеснительный эффект для входящих в матрицу B,C-волн как результат взаимодействия
этих концентрационных волн с результирующим немонотонным поведением кинетической FB(T)–кривой для 2B-
компонента для различных значений Di - диффузивностей.
Скачивания
Данные скачивания пока не доступны.
Литература
1. Kalinitchev A. Kinetic and dynamic chromatographic systems, and models of mass
transport: behavior of multicomponent concentration waves // Prot. Met. Phys. Chem.
Surf., 2011. Vol. 47 (6). P. 698–706.
2. Kalinitchev A. Mass Transfer Kinetics Modelling in Bi-functional Ion Exchangers
with Chemical Reactions on Active Centers. in: “IEX 2012. The Intern. IEx Confer.” .Thesis: pp. 123-124; El. Book, S. Fundamentals. M. Cox (Ed.), Soc. Chem. Ind., Lond.
2012. P. 1-18.
3. Kalinitchev A. Multicomponent Mass Transfer Kinetics in the Model of
NanoComposites with Bi-functional Matrix // Smart NanoComposites. Nova Sci. Publ.,
Ed. (in Chief.): K. Levine. 2013. Vol. 3, N2. P.1-18.
4. Kalinitchev A. New Kinetic сomputerized Model for Multicomponen Mass Transfer in
Bi-functional Matrix of Nanocomposites // Advances in Nanoparticles. AnP.Sci.Res.Publ. :
SCIRP. E-Journal. 2013. Vol. 2(2). P. 1-18.
5. Kalinitchev A. New model of multicomponent mass transfer kinetics in bi-functional
matrix of nanocomposites and results of simulation. // Prot. Met.&Phys. Chem. Surf.
(SpringerEdition). 2013. Vol. 49 (6). P. 627-638.
6. Kalinitchev A. Multicomponent mass transfer kinetics in Nanocomposite (NC) bifunctional
matrixes : NC selectivity and diffusion concentration waves. NanoTechnology
Review (NTREV) : from Divergence to Convergence, S. KOREA, De Gruiter Ed., 2014
(in publication).
7.. Kalinitchev A. Multicomponent Mass Transfer Kinetics, concentration waves in
the Diffusion Model for Nonselective Ion Exchange. // Universal Journal of Physics and
Application. 2013. Vol. 1(2). P. 130-143.
8. Haase R. Thermodynamics of Irreversible Processes. Ch..2; 4.M.:”Mir” Ed. 1967.
P. 544.
9. Helfferich F. Ion exchange kinetics – evolution of a theory. In “Mass Transfer &
Kinetics of IEx” (ed: L.Liberti&F.Helfferich) M.Sijthoff & Nordhoff . The Hague. 1983.
P. 157-179.
10. Petruzelli D., Helfferich F., Liberti L., Millar J. and Passino R. Kinetics of IEx with
intraparticle rate control: models accounting for interaction in the solid phase. // Reactive
Polymers. 1987. Vol. 7. P. 1-13.
11. Kalinitchev A., Investigation of intraparticle IEx kinetics in selective systems, in
(eds.: Ja. Marinsky & Y.Marcus) IEx & Solv. Extr. 12, M.Dekker, 1995. Ch.4. P.149-196.
12. Hwang Y-I. and Helfferich F. Generalized model for multispecies IEx kinetics
including fast chemical reactions. // Reactive Polymers. 1987. Vol. 5. P. 237-252.
13. Helfferich F. and Hwang Y-I. Kinetics of acid uptake by weak base anion
exchangers. Mechanism of proton transfer. // Am.I.Ch.E. Symp. Ser. 1985. Vol. 81.
P. 17-27.
14. Yoshida H., Kataoka T., Intraparticle Ion Exchange Mass Transfer in Ternary
System. Kinetics. // Ind. Eng. Chem. Res. J. 1987. Vol. 26(N6). P. 1179-1184.
15. Yoshida H., Kataoka T., Intraparticle Ion Exchange Mass Transfer in Ternary
System: Theoretical Analysis of Concentration Profiles Kinetics. // Chem. Eng. J. 1988.
Vol. 39. P. 55-62.
16. Helfferich F. and Klein G., Multicomponent Chromatography. Theory of
Interference, New York: M. Dekker Inc, 1970. 360 pp.
17. Helfferich F. Coherence: Power and Challenge of a new Concept. New direction in
Adsorption Technology. G.Keller ed., Butterworth. Boston.1989. P. 1-11.
18. Industrial & Engineering Chemistry Research. J. (F. Helfferich Festschrift). Am.
Chem. Soc. J. 1995. Vol. 34. P. 2551-2922.
19. Tondeur D. and Bailly M., Unifying Concept in non-linear unsteady processes. PII.
Multi-component waves, competition and diffusion. // Chem. Eng. Process.1987. Vol. 22.
P. 91-105.
20. Tondeur D. Paradigms and paradoxes in modeling adsorption and chromatographic
separations. // Ind. & Eng. Chem. Res. 1995. Vol. 34. P. 2782-2788.
21. Hwang Y.L. Wave propagation in mass transfer processes: from chromatography to
distillation. // Ind.&Eng.Chem.Res.1995. Vol. 34. P. 2849-2864.
22. Percolation Process: Theory and Applications, ed.: Rodrigues, A.E., Tondeur, D.,
The Hague: Sijthoff & Nordhoff, 1981.
23. Kalinitchev A. Nonlinear theory of multi-component sorption dynamics and
chromatography. // Rus. Chem. Reviews. 1996. Vol. 65. P. 95-115.
24. Hoell W. and Kalinichev A. The theory of formation of surface complexes and its
application to the description of multicomponent dynamic sorption systems. // Rus. Chem.
Reviews. 2004. Vol. 73. P. 351-370.
25. Kalinitchev A. and Hoell W. Multi-component ion exchange dynamics with the
equilibria described by surface complexation theory in IEX2004, Ion Exchange
Technology for Today and Tomorrow, ed.: M. Cox, Soc. Chem. Ind., London. 2004.
P. 53-58.
26. Kalinitchev A. and Hoell W. Theoretical principles of multi-component frontal and
displacement elution chromatography on the basis of surface complexation theory, in IEX
2008, Recent Advances in IEx Theory&Practice, ed: M.Cox, Soc. Chem. Ind., London.2008. P. 85-93.
27. Whitham G., Linear and Nonlinear waves., Wiley. NY. 1974.
28. Prigogine I. and Herman R., Kinetic Theory of Vehicular Traffic.NY.:Elsevier. 1971.55 pp.
29. Dolgonosov A., Khamisov R., Krachak A. and Prudkovskiy A., Macroscopic model
for multispecies IEx kinetics. // React. Func. Polymers.1995. Vol. 28. P. 13-20.
transport: behavior of multicomponent concentration waves // Prot. Met. Phys. Chem.
Surf., 2011. Vol. 47 (6). P. 698–706.
2. Kalinitchev A. Mass Transfer Kinetics Modelling in Bi-functional Ion Exchangers
with Chemical Reactions on Active Centers. in: “IEX 2012. The Intern. IEx Confer.” .Thesis: pp. 123-124; El. Book, S. Fundamentals. M. Cox (Ed.), Soc. Chem. Ind., Lond.
2012. P. 1-18.
3. Kalinitchev A. Multicomponent Mass Transfer Kinetics in the Model of
NanoComposites with Bi-functional Matrix // Smart NanoComposites. Nova Sci. Publ.,
Ed. (in Chief.): K. Levine. 2013. Vol. 3, N2. P.1-18.
4. Kalinitchev A. New Kinetic сomputerized Model for Multicomponen Mass Transfer in
Bi-functional Matrix of Nanocomposites // Advances in Nanoparticles. AnP.Sci.Res.Publ. :
SCIRP. E-Journal. 2013. Vol. 2(2). P. 1-18.
5. Kalinitchev A. New model of multicomponent mass transfer kinetics in bi-functional
matrix of nanocomposites and results of simulation. // Prot. Met.&Phys. Chem. Surf.
(SpringerEdition). 2013. Vol. 49 (6). P. 627-638.
6. Kalinitchev A. Multicomponent mass transfer kinetics in Nanocomposite (NC) bifunctional
matrixes : NC selectivity and diffusion concentration waves. NanoTechnology
Review (NTREV) : from Divergence to Convergence, S. KOREA, De Gruiter Ed., 2014
(in publication).
7.. Kalinitchev A. Multicomponent Mass Transfer Kinetics, concentration waves in
the Diffusion Model for Nonselective Ion Exchange. // Universal Journal of Physics and
Application. 2013. Vol. 1(2). P. 130-143.
8. Haase R. Thermodynamics of Irreversible Processes. Ch..2; 4.M.:”Mir” Ed. 1967.
P. 544.
9. Helfferich F. Ion exchange kinetics – evolution of a theory. In “Mass Transfer &
Kinetics of IEx” (ed: L.Liberti&F.Helfferich) M.Sijthoff & Nordhoff . The Hague. 1983.
P. 157-179.
10. Petruzelli D., Helfferich F., Liberti L., Millar J. and Passino R. Kinetics of IEx with
intraparticle rate control: models accounting for interaction in the solid phase. // Reactive
Polymers. 1987. Vol. 7. P. 1-13.
11. Kalinitchev A., Investigation of intraparticle IEx kinetics in selective systems, in
(eds.: Ja. Marinsky & Y.Marcus) IEx & Solv. Extr. 12, M.Dekker, 1995. Ch.4. P.149-196.
12. Hwang Y-I. and Helfferich F. Generalized model for multispecies IEx kinetics
including fast chemical reactions. // Reactive Polymers. 1987. Vol. 5. P. 237-252.
13. Helfferich F. and Hwang Y-I. Kinetics of acid uptake by weak base anion
exchangers. Mechanism of proton transfer. // Am.I.Ch.E. Symp. Ser. 1985. Vol. 81.
P. 17-27.
14. Yoshida H., Kataoka T., Intraparticle Ion Exchange Mass Transfer in Ternary
System. Kinetics. // Ind. Eng. Chem. Res. J. 1987. Vol. 26(N6). P. 1179-1184.
15. Yoshida H., Kataoka T., Intraparticle Ion Exchange Mass Transfer in Ternary
System: Theoretical Analysis of Concentration Profiles Kinetics. // Chem. Eng. J. 1988.
Vol. 39. P. 55-62.
16. Helfferich F. and Klein G., Multicomponent Chromatography. Theory of
Interference, New York: M. Dekker Inc, 1970. 360 pp.
17. Helfferich F. Coherence: Power and Challenge of a new Concept. New direction in
Adsorption Technology. G.Keller ed., Butterworth. Boston.1989. P. 1-11.
18. Industrial & Engineering Chemistry Research. J. (F. Helfferich Festschrift). Am.
Chem. Soc. J. 1995. Vol. 34. P. 2551-2922.
19. Tondeur D. and Bailly M., Unifying Concept in non-linear unsteady processes. PII.
Multi-component waves, competition and diffusion. // Chem. Eng. Process.1987. Vol. 22.
P. 91-105.
20. Tondeur D. Paradigms and paradoxes in modeling adsorption and chromatographic
separations. // Ind. & Eng. Chem. Res. 1995. Vol. 34. P. 2782-2788.
21. Hwang Y.L. Wave propagation in mass transfer processes: from chromatography to
distillation. // Ind.&Eng.Chem.Res.1995. Vol. 34. P. 2849-2864.
22. Percolation Process: Theory and Applications, ed.: Rodrigues, A.E., Tondeur, D.,
The Hague: Sijthoff & Nordhoff, 1981.
23. Kalinitchev A. Nonlinear theory of multi-component sorption dynamics and
chromatography. // Rus. Chem. Reviews. 1996. Vol. 65. P. 95-115.
24. Hoell W. and Kalinichev A. The theory of formation of surface complexes and its
application to the description of multicomponent dynamic sorption systems. // Rus. Chem.
Reviews. 2004. Vol. 73. P. 351-370.
25. Kalinitchev A. and Hoell W. Multi-component ion exchange dynamics with the
equilibria described by surface complexation theory in IEX2004, Ion Exchange
Technology for Today and Tomorrow, ed.: M. Cox, Soc. Chem. Ind., London. 2004.
P. 53-58.
26. Kalinitchev A. and Hoell W. Theoretical principles of multi-component frontal and
displacement elution chromatography on the basis of surface complexation theory, in IEX
2008, Recent Advances in IEx Theory&Practice, ed: M.Cox, Soc. Chem. Ind., London.2008. P. 85-93.
27. Whitham G., Linear and Nonlinear waves., Wiley. NY. 1974.
28. Prigogine I. and Herman R., Kinetic Theory of Vehicular Traffic.NY.:Elsevier. 1971.55 pp.
29. Dolgonosov A., Khamisov R., Krachak A. and Prudkovskiy A., Macroscopic model
for multispecies IEx kinetics. // React. Func. Polymers.1995. Vol. 28. P. 13-20.
Опубликован
2019-11-19
Как цитировать
Kalinitchev, A. I. (2019). Многокомпонентная ионообменная кинетика массопереноса в среде ионита с вытеснительным эффектом для диффузионных концентрационных волн компонентов и немонотонным поведением кинетических кривых. Сорбционные и хроматографические процессы, 14(5). извлечено от https://journals.vsu.ru/sorpchrom/article/view/1545
Раздел
Статьи
