ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Ультрафильтрация из "Синтетические полимерные мембраны Структурный аспект" В закрытой системе С и Сз увеличиваются во времени при 0 Ф5 1. Количество растворенного вещества и растворителя, которые проникают через мембрану, определяется статистически даже в случае больших различий в размерах частиц. [c.62] Если отложить на графике значения Ф в зависимости от логарифма отношения г/Р (рис. 2.23), получим теоретическую кривую, которая напоминает экспериментальную кривую для обычной фильтрации (рис. 2.24, а). В том случае, когда первичная адсорбция и (или) блокировка все же протекают, кривые приобретают неправильную форму (рис. 2.24,6). Условия, при которых первичная адсорбция и (или) блокировка могут проходить, зависят от таких факторов, как концентрация раствора, профильтрованный объем и сила взаимодействий мембрана — растворенное вещество. Первичная адсорбция реализуется наиболее легко в растворах с высокой начальной концентрацией, при высоких давлениях фильтрации, использовании тонких мембран и в присутствии поверхностно-активных веществ (ПАВ). Когда диаметр поры намного шире диаметра растворенных частиц, получаются кривые типа I (см. рис. 2.24). Если размер поры того же порядка, что и размер частицы, то могут получаться кривые типа П—IV. Низкие начальные значения f обусловлены первичной адсорбцией растворенного вещества на мембране или в ее порах. После того как внешняя и внутренняя поверхности мембраны покрылись слоем растворенного вещества, растворенное вещество либо появляется в фильтрате в неизменной концентрации (кривая I), либо f выравнивается, либо медленно возрастает (см. рис. 2.24, а). При аномальной фильтрации, когда происходит блокировка, f достигнет максимума, после чего будет уменьшаться (см. рис. 2.24, б). [c.63] Концентрация остаточного раствора остается постоянной в тех случаях, когда размер пор значительно превосходит размер растворенного вещества. При просеивании концентрация в остаточном растворе будет увеличиваться. Это происходит и в случае блокировки, особенно в том случае, когда блокировка обусловлена присутствием инородных частиц. Блокировка может быть также вызвана осаждением растворенного вещества на поверхности раздела мембрана — раствор. В случае, когда наблюдается заметная первичная адсорбция из маленького количества разбавленного раствора, остаточная концентрация может уменьщаться. [c.63] По мере того как фильтрационное давление возрастает, зона первичной адсорбции сужается за счет перемещения всех слоев, за исключением наиболее устойчиво сорбированных [99]. Другим способом ограничения первичной адсорбции является использование ПАВ, поверхностная энергия которых обусловливает их преимущественное осаждение на поверхности мембраны (рис. 2.25). [c.63] Блокировка (рис. 2.25, а) происходит наиболее легко при высоких концентрациях растворов и давлении. Значительно слабее блокировка реализуется при диализе, когда процесс проводится без давления. При уплотнении мембраны и в присутствии инородных частиц блокировка усиливается. В присутствии ПАВ блокировка, как и первичная адсорбция, проходит слабее. Влияние ПАВ на увеличение проницаемости в ультрафильтрации заключается в обратном, по сравнению с гиперфильтрацией, действии. В то время, как и при ультрафильтрации, они покрывают стенки пор, тем самым способствуя увеличению смазывающей способности при гиперфильтрации они не могут проникать через плотные мембраны и, оставаясь на поверхности раздела мембрана — раствор, функционируют как поверхностно-активные жидкие мембраны последовательно с твердыми (студенистыми) мембранами (см. гл. 9). [c.64] Ультрафильтрация обычно используется для очистки и фракционирования растворов веществ, как синтетических, так и биологического происхождения. При ультрафильтрации примеси с низкой молекулярной массой (микрорастворенные вещества) проникают через мембрану, в то время как макромолекулы задерживаются. В этом случае ультрафильтрация по существу является диализом, движущей силой в котором является разность концентраций. Фракционирование заключается в разделении макромолекул различных размеров. [c.65] Эффективность фракционирования ультрафильтрацией снижается при воздействии ряда факторов, например, таких как взаимодействие макромолекул, образование пограничного слоя повышенной концентрации на границе раздела между мембраной и питающим раствором и взаимодействие системы мембрана — растворенное вещество. Появление пограничного слоя обусловлено концентрационной поляризацией, которая происходит в результате значительной потери растворителя из раствора на границе его раздела с мембраной. Вследствие взаимодействий системы растворенное вещество—растворенное вещество и растворенное вещество — мембрана этот пограничный слой иногда необратим и образует слой геля, который видоизменяет поверхность исходной мембраны. В таких случаях действующая УФ-мембрана фактически состоит из последовательно соединенных исходной мембраны и слоя геля. [c.65] Вернуться к основной статье