ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Физико-химические основы процессов разделения из "Обратный осмос и ультрафильтрация" В процессе обратного осмоса, как было показано выше, ионы через мембрану проходят практически в эквивалентных соотношениях. А это означает, что разделить таким методом, например, многокомпонентную смесь электролитов затруднительно (см. стр. 193). Вместе с тем задача подобного типа очень часто встречается на практике (например, при выделении определенных ионов из солоноватых и морских вод, извлечении ценных веществ из сточных вод, получении особо чистых веществ). [c.197] Из рис. 1У-25 видно, что положительно заряженные обратноосмотические мембраны задерживают положительно заряженные ионы и свободно пропускают отрицательно заряженные. Отрицательно заряженные— наоборот. Фильтрат, выходящий со стороны отрицательно заряженных мембран, представляет собой щелочь, со стороны положительно заряженных мембран — кислоту. При разделении Кононов обнаружено большое влияние на процесс теплоты гидратации ионов — чем больше различие в теплотах гидратации, тем больше для Кононов значения /Ср. Это объясняется, по-видимому, тем, что на данный процесс, названный электроосмофильтрацией (ЭОФ), большое влияние оказывает понный двойной электрический слой (ДЭС) на границе раздела связанный слой жидкости — объемный раствор. Наличие двух факторов — связанного слоя жидкости и ДЭС в основном и определяет направление и скорость процесса переноса (транспорта) ионов через заряженные электрическим током обратноосмотические мембраны. Соответственно значения /Ср должны зависеть от относительного вклада этих двух факторов в транспорт ионов, находящихся в разделяемом растворе. [c.199] Исследования влияния внешних факторов на процесс ЭОФ (давления, гидродинамической обстановки, температуры, концентрации и др.) показали, что величина К-р изменяется в зависимости от этих факторов так же, как и селективность процесса обратного осмоса, проведенного в идентичных условиях. Таким образом, условия, в которых можно осуществить процесс ЭОФ, неразрывно связаны с обратноосмотическим потоком воды через поровое пространство заряженных электрическим полем обратноосмотических полупроницаемых мембран, со строением ДЭС в поровом пространстве и поверхностных над ним слоях. Поэтому процесс избирательной проницаемости ионов и молекул через заряженные электрическим полем обратноосмотические мембраны можно проводить только при давлении, превышающем осмотическое давление раствора. [c.200] Процесс электроосмофильтрации неразрывно связан с тзверхностны-ми и электрокапиллярными явлениями и очень сложен. Для выяснения механизма этого процесса необходимо накопление экспериментальных данных. Следует отметить, что изучение процесса ЭОФ представляет интерес для исследования процессов, происходящих в биомембранах. [c.200] При изучении механизма мембранных процессов разделения жидких смесей необходимо учитывать три основных фактора и их взаимосвязь 1) структуру мембраны 2) структуру разделяемого раствора и его основные термодинамические характеристики 3) взаимодействие раствора (и растворенного вещества) с материалом мембраны. [c.200] Предложено несколько моделей селективной проницаемости мембран, которые ранее рассмотрены в работе [1, с. 83]. Там же проведено сопоставление этих моделей и дана оценка их соответствия экспериментальному материалу. Показано, что опытные данные по селективности и проницаемости мембран и влияние на эти характеристики внешних факторов наиболее полно объясняются капиллярно-фильтрационной моделью механизма полупроницаемости, которая за последние годы получила дальнейшее развитие и экспериментальное подтверждение. Из этой модели следует, что очень большое влияние на процесс разделения растворов неорганических и органических веществ оказывает поверхностный слой жидкости. [c.200] Изменения структуры и состава раствора в граничном слое приводят к отклонению значений ряда его физико-химических свойств от соответствующих значений для раствора в объеме (например, вязкости, растворяющей способности и др.). Так, найдено [223, 227], что в связанном слое толщиной до десятых долей микрометра вязкость иногда может увеличиваться в несколько раз. [c.201] Оказалось, что все жидкости обладают модулем сдвиговой упругости и модуль сдвига таких полярных жидкостей, как вода и спирты, при приближении к поверхности пьезо-кварца на расстояние, меньшее 0,1 мкм, повышается во много раз. По мнению авторов, это также является следствием структурных изменений в пристенных слоях полярных жидкостей. Повышение значения сдвиговой прочности граничных слоев обнаружено также при исследовании электроосмоса в капиллярах при высоких градиентах потенциала [228]. Установлено, что вблизи гидрофильных поверхностей в воде на расстоянии нескольких мономолеку-лярных слоев имеется атюмалия диэлектрических свойств. Например, значительное понижение диэлектрической проницаемости у воды (прн толщине слоя 0,07 мкм — до 4,5), что свидетельствует о снижении свободы вращения молекул воды в тонких прослойках. Теплопроводность жидкости с уменьшением толщины граничной пленки при этом резко возрастает, в то время как ее электрическая проводимость снижается. [c.201] Таким образом, структура и свойства граничных слоев жидкостей, находящихся в сфере действия поверхностных сил твердой фазы, значительно изменяются. При этом изменение как структуры, так и свойств граничных слоев происходит по их толщине, т. е. в пределах граничных слоев наблюдается градиент структурной упорядоченности и физико-химических свойств жидкости. [c.201] Вернуться к основной статье