Сорбция матрицы

Сорбция матрицы и микроэлементов ионитами с их после-дующи.м разделением элюированием 95 [c.6]

Таким образом, каждый тип мембраны характеризуется видом взаимодействия молекул газа и структурных элементов матрицы. Количественными характеристиками этого.взаимодействия являются энергия связи и потенциал, зависящие от параметров межмолекулярного взаимодействия, молекулярной природы и морфологии матрицы мембраны. Энергия связи определяется тепловым эффектом, сопровождающим образование системы мембрана — газ для сорбционно-диффузионных мембран— теплотой сорбции, в реакционно-диффузионных мембранах, кроме энтальпии растворения газов, заметный вклад вносит тепловой эффект химической реакции. В газодиффузионных мембранах энергия связи близка к нулю. [c.14]

В мембранных системах с возрастающей энергией связи повышение селективности сопровождается снижением проницаемости и, следовательно, производительности мембранных модулей. В ряде случаев этого удается избежать путем формирования оптимальной структуры матрицы мембраны, направленного синтеза полимерных материалов для разделения газовых смесей определенного состава, причем особенно перспективны реакционно-диффузионные мембраны, в которых возможно максимальное приближение к природным мембранным системам за счет сопряжения процессов диффузии, сорбции и химических превращений. [c.15]

Указанное представление процесса сильно идеализировано и ограничено областью малых растворимостей, отсутствием в матрице структурных деформаций при растворении.газа и химических реакций. Если непористые мембраны гетерофазны, а скорость сорбции растворенных газов на поверхности дисперсной фазы конечна, то процессы сорбции и диффузии в мембране протекают в одном масштабе времени, и в системе возможно возникновение локально-неравновесных состояний. [c.16]

Поверхностные явления играют ключевую роль в мембранных процессах и существенны для всех типов мембран, кроме газодиффузионных. Абсолютные значения коэффициента проницаемости и селективности мембран, температурная и барическая зависимость этих характеристик, во многом определяются закономерностями сорбционного процесса на поверхности и в матрице мембраны. Обычно допускается, что скорость сорбции намного превышает скорость переноса массы и распределение вещества между сорбированной и объемной фазами равновесно. Поэтому ограничимся анализом условий сорбционного равновесия и разделительных характеристик равновесного сорбционного процесса. [c.42]

В непористых мембранах из-за отсутствия пор в плотном слое резко сокращается количество вещества, адсорбированного поверхностью, решающую роль играет растворимость газов в матрице мембраны. Процесс идет по механизму абсорбции, который условно включает стадии поверхностной сорбции и последующего растворения газа при этом возможна диссоциация молекулы газа или образование нового химического соединения. Таким образом, проникающее вещество и матрица мембраны образуют растворы, которые могут быть однофазными (в высокоэластичных полимерах) или гетерофазными (в полимерах композиционно-неоднородной структуры). Во втором случае необходимо различать дисперсную фазу и дисперсионную среду. В полимерах роль дисперсной фазы играют структурные образования, характеризующиеся периодичностью расположения макромолекул и большой плотностью упаковки. Обычно принимают, что проникающее вещество растворяется и мигрирует только в дисперсионной среде, обычно аморфной фазе, обладающей значительной долей свободного объема и большей подвижностью элементов полимерной матрицы. Мембраны, изготовленные из композиционных материалов с наполнителями или армирующими элементами, представляют собой многофазные системы. [c.71]

Энтальпию растворения AHf T, Рст) определяют по усредненному значению температуры при стандартном давлении Рст суммированием энтальпии поверхностной сорбции и энтальпии смешения при образовании раствора в матрице мембраны [c.73]

Расчетные соотношения для коэффициентов диффузии получены на основе представлений об аналогии этих -процессов в пористых и непористых двухфазных мембранах [6]. Дисперсная фаза в виде кристаллитов и других плотных структурных образований играет ту же роль, что непроницаемый скелет пористой мембраны — на межфазной поверхности возможна сорбция растворенного газа из дисперсионной среды форма и распределение плотных включений в матрице оказывают влияние на скорость переноса массы. [c.80]

Из соотношений (3.45) и (3.46) следует, что по мере роста фкр все большая часть растворенного вещества фиксируется дисперсной фазой и не участвует в массопереносе. Чем выше доля свободного объема в аморфной фазе, тем больше растворимость и диффузия газа в матрице. Для некоторых полимерных материалов значения ф р и f приведены в литературе [6] там же проанализированы особенности диффузии в других полимерных системах, в том числе при высоких значениях фкр. Ограничившись линейной областью изотермы сорбции, можно оценить коэффициент растворимости газа в двухфазной матрице мембраны по уравнению [c.81]

Для двухфазных мембранных матриц используют модель двойной сорбции, в которой объединены изотермы Генри и Ленгмюра [c.81]

В общем случае воздействие внешнего давления на процессы проницания газов в полимерных мембранах сводится к деформации структуры матрицы в результате ее сжатия и существенному изменению закономерностей процессов сорбции и диффузии. [c.94]

Обсуждаются [14] возможности управления проницаемостью полимерных мембран за счет модификации поверхности мембранной матрицы веществом иной природы. Повышение газопроницаемости модифицированной мембраны является следствием изменения механизма сорбции на межфазной границе и реализацией в этой области режима неравновесного массопереноса. Коэффициенты диффузии растворенного газа в матрице мембраны (вдали от границ) остаются неизменными при поверхностной модификации. [c.113]

Процесс упорядочивания сводится к такому перераспределению атомов водорода, при котором возникает определенная периодичность, т. е. дальний порядок в их расположении в основной матрице. Это сопровождается, в отличие от упорядоченных фаз растворов замещения, сильным изменением периода кристаллической решетки основной матрицы с ростом концентрации атомов внедрения. Принято считать [22], что искажение решетки носит упругий характер, а процесс упорядочивания, т. е. перераспределения атомов внедрения, приводит к релаксации внутренних напряжений. В пользу идеи о доминирующей роли деформационного взаимодействия свидетельствует плавный, почти линейный характер изотермы сорбции в области упорядоченной фазы. [c.115]

Масс-спектрометрические исследования показали [6-28], что литий диффундирует в рекристаллизованный пирографит только параллельно углеродным слоям. Развитие мезопор с размерами более 20 нм увеличивает поглощение углеродной матрицей лития. При использовании в качестве углеродной матрицы смеси порошков природного графита и графитирующегося кокса и неграфитирующегося кокса из неграфитирующегося фенольного связующего основное количество лития, примерно 90%, сорбируется в коксе связующего. Наличие в последнем большого числа дефектов способствует сорбции лития на этих дефектах, но препятствует его диффузии в связи с локализацией на дефектах. По-видимому, в связи с этим связь литий—углерод имеет частично ковалентный характер. [c.276]

Сорбционные методы концентрирования основаны иа использовании процесса сорбции готовым сорбентом. По механизму сорбции различают физическую адсорбцию (молекулярную), основанную на действии межмолекулярных сил между сорбентом и сорбируемым веществом, и хемосорбцию (ионный обмен, комплексообразование, окисление-восстановление и др.), основанную на протекании химических реакций между сорбентом и сорбируемым веществом. Сорбцию можно осуществлять в статическом, динамическом и хроматографическом вариантах. В этом разделе рассмотрен статический вариант сорбции, т. е. сорбция навеской сорбента в замкнутом объеме раствора или газа. Статический метод обычно используют при большой избирательности сорбента к извлекаемым компонентам. Извлекать можно микрокомпоненты и матрицу. Если сорбируют микрокомпоненты, то для конечного определения их либо десорбируют, либо озоляют сорбент. [c.316]

Воспроизводимый синтез твердых веществ осуществляется путем химической сборки структурных единиц на соответствующих матрицах. Проводя по определенной программе ряд актов химической сорбции не менее чем бифункциональных молекул то одних, то других веществ, химически конденсирующихся на подготовленной для этого поверхности твердого тела, удается монослой за монослоем осуществлять химическую сборку твердых веществ. Прецизионными измерениями было показано, что строение синтезированных веществ в точности отвечает запрограммированному. [c.190]

Матричным синтезом было положено начало конструированию и сборке молекул любой сложности. Однако, чтобы перейти к синтезу твердого тела, необходимо использовать матрицу не для роста на ней синтезируемой цепи, а для сборки структурных единиц в монослои — двухмерные структуры, а затем и для сборки системы монослоев — трехмерной структуры. Если первая операция была подготовлена теорией и практикой сорбции, то последняя может исходить из результатов изучения эпитаксии. [c.193]

Для ослабления гидрофобных взаимодействий в элюент вводят детергенты или добавки органических растворителей. Взаимодействия за счет образования водородных связей подавляются введением мочевины. Все эти эффекты сорбции выражены тем сильнее, чем больший объем внутри гранул занимает сам материал матрицы. Так, для сефадексов они убывают в следующем ряду G-10 > G-15 >> G-25 > G-50. Начиная с сефадекса G-75, ими уже практически можно пренебрегать. [c.114]

На рис. 2.1 в качестве примера показаны интегральная /(г) и дифференциальная fv(f) кривые распределения пор по эффективным радиусам г для тела с непрерывным спектром пор от Гт1п до Гтах И резко выраженным максимумом при г = 25 А. Такова модельная структура, характерная для пористых стекол. Рис. 2.2 дает представление о функции [(г) в трековых мембранах [8]. Интегральная кривая позволяет судить об изменении относительного объема пор (на единицу объема или массы пористой матрицы) дифференциальная кривая дает представление о количественном распределении пор определенного размера. Следует отметить, что структурные и дифференциальные кривые характеризуют не реальные полости матрицы мембраны, а их модельное представление в виде сфер, цилиндров и других геометрических форм. Методы получения функций распределения пор основаны на обработке изотерм сорбции в области капиллярной конденсации газа или на данных ртутной порометрни [1, 2]. [c.40]

Особенности структуры непористых мембран и прежде всего существование микрогетерофазной матрицы, оказывают существенное влияние на сорбционное равновесие и кинетику. Чем выше объемная доля дисперсной (непроницаемой) фазы, тем ниже коэффициенты диффузии и проницаемость мембраны, тем заметнее отклонение изотермы сорбции от линейного закона Генри. Кристаллиты и другие элементы, составляющие непро- [c.71]

Микрогетерофазная структура мембранной матрицы существенно изменяет закономерности сорбции и диффузии газов. Рассмотрим эти процессы в двухфазной модельной системе, состоящей из непроницаемой для газов дисперсной фазы и дисперсионной (обычно аморфной) среды, в которой происходит миграция растворенных газов. [c.80]

Таким образом, для двухфазных мембранных матриц с нелинейной изотермой сорбции желательны большие значения параметра о , определяющего концентрацию подвижной частп растворенного газа, и более низкие значения С и позволяющие оценить фиксированную часть растворенного газа. При [c.82]

При больших давлениях энергия активации проницания меняет знак за счет энтальпии сорбции, которая является функцией концентрации растворенного газа [17]. Следует заметить, что система полярного газа SO2 и неполярного полимера ПВТМС характеризуется сравнительно слабым энергетическим взаимодействием и, как следствие, малыми значениями параметров сорбции о и уравнении (3.48) (см. табл. 3.1). При большем сродстве газа и матрицы мембраны, например за счет введения заместителей в полимерную цепь или модификации поверхности полимера, возможно усиление роли сорбции и еше более резкое изменение температурной зависимости проницаемости. [c.91]

Для этого класса материалов основные исследования проводились на МСС щелочной металл — углеродная матрица. Наибольший научный и практический интерес среди них имеют МСС литий-углеродная матрица (гл. 6-3.3). Неграфитирую1Щ1-еся углеродные материалы, например стеклоуглерод, коксы на основе поливинилиденхлорида, фурановых смол — способны к образованию МСС. Однако их относительно высокая пористость обусловливает развитие сорбции веществ в поры и явления капиллярной конденсации паров. [c.254]

Целлюлозоионитами называют производные целлюлозы, содержащие ионогенные группы и ограниченно набухающие в водных растворах кислот и щелочей. В отличие от ионообменных смол матрица иеллюлозоионитов содержит значительное количество полярных спиртовых групп. Различно и физическое состояние тех и других ионитов. Целлюлозоиониты применяются в виде коротковолокнистых материалов (бумага, вата и т. д.), поэтому ионный обмен протекает не внутри гранулы, как у ионообменных смол, а на поверхности тончайших волоконец, высокоразвитая поверхность которых обусловливает большую скорость ионообменной сорбции. [c.61]

Отвлечемся на время от конкретного примера с тем, чтобы вернуться к нему после более подробного обсуждения вопроса о влиянии процессов сорбции на результаты химического анализа. Вспомним прежде всего, что стекло представляет собой особый, переохлажденный, очень вязкий расплав окислов кремния, алюминия, иатрия, кальция и некоторых других элементов. Внутренняя структура стекол неоднородна. Она характеризуется наличием участков с упорядоченной кристаллической решеткой силикатов и относительно разупорядочен-ных участков, похожих по структуре на растворы. Связь ионов щелочных металлов с анионной матрицей стекол носит преимущественно ионный — электростатический характер. Отсюда вытекает возможность обмена таких ионов, как N3+ и К+, находящихся на поверхности стекла, на катионы из раствора. Стекло является своеобразным нрнообменником, на чем основано, в частности, исполь-дрванне стеклянных электродов для измерения активностей и концентраций ионов водорода, щелочных и щелочноземельных металлов. [c.61]

ПОРИСТАЯ РЕЗИНА, см. Губчатая резина. ПОРИСТЫЕ ИОНООБМЕННЫЕ СМОЛЫ (макропористые ионообменные смолы), имеют матрицу, пронизанную сообщающимися между собой порами. Непрозрачны от непористых смол отличаются низкой насыпной массой (0,2— 0,4 г/см ), более высокими скоростями набухания и обмена, повышенной осмотич. и мех. стабильностью. Матрицу получают сополимеризацией мономеров в присут. порообразо-вателя. Наиб, распространены смолы на основе сополимеров дивинилбензола со стиролом, эфирами карбоновых к-т или 2,5-метилвинилпиридином. П. и. с. примен. для сорбции и разделения крупных иопов в средах, не вызывающих набухания, при высоких скоростях потока, в непрерывных процессах и др. [c.474]

Матрицам на основе акриламида (биогелп серии Р ) в меньшей степени, чем софадексам, свойственна ионная сорбция (можно элюировать и водой), но гидрофобную сорбщш они проявляют заметно. Так, на биогеле Р2 для урацила и цитозина мояшо получить К 1,8, а для адепина и гуанина — Kd 3,1. Агароза обнаруживает склонность как к гидрофобной сорбции, так и к ионной (за счет остатков сульфокислоты). [c.114]

Итак, при выборе режима хроматографии или при анализе результатов описанного в литературе хроматографического эксперимента следует оценить роль следующих параметров элюента природы, концентрации, pH и емкости буфера, в частности близости выбранного значения pH к границе нормального диапазона эффективной буферной емкости природы ь концентрации ионов соли температуры, вязкости п диэлектрической проницаемости растворителя (с ее уменьшением ослабляется ионизация обменника) наличия в элюенте добавок, обеспечивающих нативность биологического препарата (глицерин, р-меркаптоэтанол или ДТТ, ионы Mg и др.), улучшающих его растворимость или препятствующих агрегации его молекул (детергенты, мочевина, органические растворители), блокирующих негиецифическую сорбцию вещества на материале матрицы (мочевина, детергенты и др.). [c.256]

Важную информацию о веществе представляют собой оценка степени его гидрофобности, и, если возможно, представление о характере распределения гидрофобных участков на поверхности макромолекулы. Необходимо также оценить склонность молекул вещества к образованию водородных связей. Гидрофобные взаимодействия н водородные связи, как правило, являются главными факторами, обусловливающими неспецифпческую сорбцию вещества на материале матрицы. [c.256]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология