Die Elektrodialyse mit bipolaren Membranen in Lösungen protischer Lösungsmittel

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Die Elektrodialyse ist ein Verfahren, welches mit Hilfe von Ionenaustauschermembranen die kontinuierliche Aufkonzentrierung bzw. Abreicherung von Neutralsalz-Lösungen sowie das Recycling von Säuren und Laugen ermöglicht. Ihr Einsatz beschränkt sich bisher allerdings auf wässrige Lösungen. Weitgehend unerschlossen ist der Einsatz von Ionenaustauschermembranen in nichtwässrigen Salzlösungen. Bei vielen Umsetzungen in organischen Lösungsmitteln kommt es ebenfalls zur Bildung von Neutralsalzen. Beispiele hierfür sind Kondensationsreaktionen oder Reaktionen mit CH-aciden Verbindungen. Deshalb besteht ein großes Interesse, die Einsetzbarkeit von Ionenaustauschermembranen auch in nichtwässrigen Lösungen beurteilen und ihr Verhalten beschreiben zu können. Grundsätzliche Untersuchungen zum Verhalten von Ionenaustauschermembranen in nichtwässrigen Lösungen fehlen allerdings bislang weitgehend. Das beantragte Forschungsvorhaben verfolgt daher zwei Ziele. Erstens soll das Verhalten mono- und bipolarer Ionenaustauschermembranen in Lösungen unterschiedlicher protischer Lösungsmittel untersucht werden. Dabei soll geklärt werden, welche Auswirkung die mit abnehmender Permittivität des Lösungsmittels und zunehmender Konzentration der Lösung ansteigenden elektrostatischen Wechselwirkungen auf das Membranverhalten ausüben. Diese Frage stellt sich insbesondere im Hinblick auf das Elektrolytgleichgewicht zwischen dissoziierten, ionischen Teilchen und assoziierten, neutralen Teilchen. Ausgehend von den experimentellen Befunden soll dann eine geeignete Beschreibung des Stofftransportes auf der Grundlage der erweiterten Nernst-Planck-Gleichung erarbeitet werden. Besonderes Augenmerk gilt dem Verhalten bipolarer Membranen.