Гидрофобные пористые мембраны

В рассматриваемых электродах слой жидкого ионообменника, состоящего из не смешивающегося с водой органического растворителя и растворенного в нем ионита, удерживается между анализируемым раствором и водным раствором постоянного состава, в который погружен внутренний электрод, с помощью пористого гидрофобного пластмассового диска. Последний препятствует вытеканию органической жидкости из резервуара, расположенного между двумя концентрическими трубками (рис. 6.5, с. 192). Внутреннюю трубку заполняют стандартным раствором определяемого иона и насыщают Ag l, чтобы при погружении в него серебряной проволоки образовался Ag/Ag l-электрод. Данный электрод обладает всеми преимуществами электродов с тонкими мембранами, и в то же время способен выдерживать давление более одной атмосферы без разрушения мембраны или вытеснения из нее органической жидкости. [c.202]

Выделяют два качественно различных типа жидких мембран (см. рис. У1-23) 1) Жидкая пленка иммобилизована в порах пористой мембраны. Пористая мембрана служит только сеткой или суппортом для жидкой мембраны. Такой тип мембраны называется иммобилизованной жидкой мембраной (ИЖМ) или поддерживаемой жидкой мембраной (ИЖМ)"". Такие мембраны могут быть легко приготовлены пропиткой пористой (гидрофобной) мембраны подходящим органическим растворителем. 2) Ко второму типу жидких мембран относятся эмульсионные жидкие мембраны (ЭЖМ), которые также просто образуются, как показано на схеме рис. У1-24. Здесь две не смешивающиеся фазы, например вода и масло, интенсивно перемешиваются,и [c.339]

Хотя мембраны для мембранной дистилляции (гидрофобные пористые мембраны) известны довольно давно, такие процессы лишь недавно были реализованы в масштабе пилотной установки [27]. Это пример мембранного процесса, в котором существующие мембраны применяются не для тех целей, для которых они были разработаны (микрофильтрация). [c.28]

Многие пористые мембраны гидрофобны, например мембраны на основе политетрафторэтилена, поливинилиденфторида, полипропилена вода их не смачивает. Тем не менее можно использовать воду в качестве проникающей жидкости также и для мембран из этих материалов. Метод чрезвычайно прост и состоит в измерении потока воды через мембрану в зависимости от приложенного давления. При некотором минимальном давлении самые большие поры становятся проницаемыми, в то время как поры меньшего размера все еще остаются непроницаемыми. Величина минимального давления зависит в основном от типа изучаемого мембранного материала (в качестве критерия служит величина контактного угла), природы пенетранта (характеризуемой по поверхностному натяжению) и размера пор. В соответствии с уравнением IV-4, увеличение потока жидкости (воды) пропорционально увеличению приложенного давления. [c.177]

Рассмотрим изопористую гидрофобную мембрану с множеством капилляров определенного радиуса в случае, когда в качестве пенетранта взята жидкость, самопроизвольно не смачивающая мембрану. На рис. IV-9 показана зависимость давления, необходимого для начала смачивания водой такой пористой мембраны, от размера пор. Представлены данные для мембраны из полипропилена. Поры очень малого диаметра в мембране будут смачиваться водой только при высоких давлениях. При некотором давлении мембрана становится смачиваемой и проницаемой, после чего поток через мембрану линейно возрастает с увеличением давления. Идеализированная кривая зависимости потока от давления показана на рис. IV-10. На самом деле синтетические микрофильтрационные и ультрафильтрационные мембраны, как правило, неоднородны по размерам пор, и поэтому излома кривой, соответствующего зависимости, представленной на [c.177]

Жидкостные мембраны. В электродах с жидкостной мембраной пористая перегородка, пропитанная неводной фазой, разделяет две водные фазы - исследуемый раствор и внутренний раствор электрода. При этом неводная фаза содержит гидрофобные ионы (активные центры ионообменника), присутствие которых определяет ионоселективную функцию электрода, и противоположно заряженные определяемые ионы (противоионы). Поведение такой мембраны определяется коэффициентом распределения соли ионообменника с определяемым ионом между водным раствором и несмешивающимся с водой растворителем, образованием ионных пар в фазе мембраны и степенью проницаемости мембраны по отношению к посторонним ионам. [c.177]

Еще одной областью аналитического применения газодиффузионного метода, активно развиваемого в последние годы, является парофазный анализ. Здесь пористые гидрофобные мембраны используются для отделения газового экстракта от анализируемого водного раствора [119]. [c.216]

I — бипористая гидрофобная матрица 2 — пористые гидрофобные мембраны 3,4 — вход и выход неполярной жидкой или газообразной фазы 5, <5 — вход и выход полярной жидкой фазы [c.248]

Электроды, чувствительные к ряду катионов и анионов, можно изготовить на основе мембраны или пленки, содержащей жидкий ионообменник [4]. Конструкция электрода такого типа показана на рис. 15-2, о. Маленький диск из пористого гидрофобного материала разделяет внутренний и внешний растворы электролита. По всему своему периметру диск контактирует с органическим растворителем, не смешивающимся с водой, который находится в кольцевом зазоре. Растворим в этом растворителе соль нужного нам иона с противоионом относительно большой молекулярной массы и со значительно более высокой растворимостью в органической фазе, чем в воде. Под действием капиллярных сил растворитель заполнит поры диска, осуществляя электрический контакт с обоими водными растворами. За счет этого установится равновесие между общими ионами в мембране и растворах. Потенциал внутреннего электрода подчиняется уравнению Нернста практически аналогично стеклянному электроду. Несколько примеров электродов с жидкими мембранами приведено в табл. 15-1. [c.321]

Поток неполярной жидкости или газовой фазы вводится в массообменное пространство и выводится из него через пористые гидрофобные мембраны, размеры пор которых близки к размеру микропор в матрице. Мембрана непроницаема для полярной фазы и имеет толщину 0,7-1,0 мм. Материал пористой матрицы химически инертен по отношению к обеим фазам и обеспечивает максимальный краевой угол смачивания полярной фазой. Например, для водных растворов применяют матрицу из тетрафторэтилена. Размер гюр подбирают в [c.98]

Процесс мембранной дистилляции происходит в системе, в которой две жидкости или два раствора, разделенные пористой мембраной, поддерживаются при различных температурах. Жидкости или растворы не должны смачивать стенки пор мембраны, в противном случае за счет капиллярных сил поры мгновенно заполнятся жидкостью. Таким образом, в случае водных растворов нужно использовать не-смачиваемые пористые гидрофобные мембраны. Схема процесса мембранной дистилляции представлена на рис. У1-37. [c.361]

Для пористых мембран процесс массопереноса газа в жидкость более сложный. Если давление газа поддерживается меньшим, чем давление образования первого пузырька на пористой мембране, то не возникает суш ественного перепада давления мембраны и массоперенос происходит посредством диффузии в порах мембраны. Если мембрана выполнена из гидрофильного материала, то пузырьки образуются на стороне газовой фазы и поры наполнены водой. Этой ситуации следует избегать, поскольку коэффициенты диффузии в воде существенно меньше, что увеличивает сопротивление массопереносу на мембране. Если мембрана выполнена из гидрофобного материала, пузырьки образуются на мембране со стороны водной фазы, а поры заполнены газом. В этом случае массоперенос через поры (в газодинамическом или кнудсеновском режиме) зависит от структуры мембраны, свойств газа и общего давления. При этом сопротивление массопереносу самой мембраны меньше, чем сопротивление массопереносу жидкости вблизи мембраны. [c.175]

Рис. 4.10. Газочувствительный электрод фирмы Orion. 1 — внутренний электролит 2 — электрод сравнения 3 — гидрофобная пористая мембрана 4 — ионоселективный электрод.

В 1956 г. А. К. Кларк предложил отделять исследуемый раствор от амперометрического кислородного датчика гидрофобной пористой мембраной, проницаемой только для газов (подробно электрод Кларка рассмотрен в книге [88]). Первым потенциометрическим сенсором такого типа был электрод для определения диоксида углерода Северинхауза [150], в котором внутренним измерительным устройством служил стеклянный электрод, погруженный в разбавленный раствор бикарбоната натрия (рис. 4.10). Поскольку в порах мембраны устанавливается равновесное давление СО2, соответствующее концентрации диоксида углерода в исследуемом растворе, такая же по величине концентрация СО2 достигается и во внутреннем растворе стеклянного электрода. Измеряемое стеклянным электродом значение pH этого раствора определяется выражением [c.91]

Хрпмато-мембранные методы основаны на использовании капиллярных эффектов в пористых гидрофобных средах. В них хроматографический механизм межфазного обмена совмегг ается с прин-гщпом раздельного прохождения потоков двух фаз через зону массо-обмена - пористые мембраны. Применяются для непрерывного разделения венгеств в системах жидкость-жидкость и жидкость-газ. [c.54]

Жидкостные ионоселективные электроды. В электродах с жидкой мембраной раствор сравнения отделен от анализируемого тонким слоем органической жидкости, содержащей жидкий ионит, не смешивающейся с водой, но селективно реагирующий с определяемым ионом. Слой ионочувствительной органической жидкости получается пропиткой этой жидкостью пористой гидрофобной мембраны из пластика. Схема жидкостного ионоселективного электрода показана на рис. 9.4. Внутренний хлорсеребряный электрод 1 погружен в раствор МСЬ, где М — определяемый катион. Пористая мембрана 3 [c.202]

Хрпмато-мембранные методы основаны на использован капиллярных эффектов в пористых гидрофобных средах. В них х матографический механизм межфазного обмена совмещается с пр Щ1П0М раздельного прохождения потоков двух фаз через зону мас( обмена - пористые мембраны. Применякугся для непрерывного раз ления веществ в системах жидкость-жидкость и жидкость-газ. [c.54]

В электродах первого типа мембрана представляет собой устойчивую трехмерную кристаллическую или аморфную структуру, включающую ион определенного вида. Такая мембрана может быть или гомогенной (монокристалл, поликристалличе-ское вещество или стекло), или гетерогенной (кристаллическое вещество, распределенное в подходящей полимерной матрице). Гетерогенную мембранную фазу образует несмешивающаяся с водой жидкость, в которой растворена соль определяемого иона с сильногидрофобным ионом ионообменника или комплекс определяемого иона с нейтральным гидрофобным комплексообразующим реагентом (нейтральный переносчик ионов или ионофор). Такой раствор заключают в тонкую полимерную пленку (пластифицированная мембрана) или пропитывают им пористую диафрагму. Сравнительно недавно предложены также гидрофобные полимерные мембраны с ионообменными группами, закрепленными в матрице полимера [36, 36а, 37, 83, П9а]. Эти мембраны проявляют сходные (но не лучшие) электродные свойства, что и мембраны других типов. [c.76]

Рис. 5.3. Схема проведения хроматомембранного процесса 1 - бипористая гидрофобная матрица, 2 - пористые гидрофобные мембраны, 3,4 - вход и выход неполярной жидкой или газовой фазы, 5,6 - вход и выход полярной жидкой фазы.

Наряду с указанными видами твердых мембран значительное распространение noлyчиJJИ и жидкие мембраны, представляющие собой слой несмешивающейся с водой жидкости (чаще всего органического соединения) с низким давлением пара, который может обменивать катионы или анионы раствора. Для контакта жидкой мембраны с ионами раствора органическое вещество отделяют от водного раствора-тонкой пленкой (например, целлофановой), пропускающей воду и растворенные в ней ионы (рис. XI. 18, а), или тонкой пластинкой из пористой гидрофобной пластмассы, которая пропитывается органической жидкостью (рис. XI. 18,6). [c.343]

Хорошие рабочие характеристики электродов с твердой мембраной, включенной в состав вспомогательного материала (матрицы), можно получить при выполнении некоторых условий как для электроактив-ного вещества, так и для матрицы (силиконовая резина, парафин, пергаментная бумага, пористые фильтры, целлофан, полиэтилен, поливинилхлорид и т. д.). Электроактивное вещество также должно быть труднорастворимым и хорошо сочетаться с матрицей. Последняя должна быть химически инертной и гидрофобной, она не должна набухать в исследуемых растворах и иметь хорошую адгезию к частицам активного вещества мембраны. [c.32]

При получении мембран для обратного осмоса в безэлект-родном тлеющем разряде из паров мономера большое значение имеют следующие факторы устойчивость материала подложки в плазме, размер пор и сорбционные характеристики пористой подложки, давление в системе. Значение первого фактора особенно важно, когда используются подложки из полимерного материала. В тлеющем разряде все полимеры в той или иной степени разлагаются. Получаемые при этом газовые продукты могут участвовать в процессе плазменной полимеризации мономера, что часто недопустимо из-за ухудшения характеристик мембраны. Наиболее чувствительны к плазме полимеры, которые содержат структуры и группы гидрофобных мономеров. [c.27]

Для пористых (ультрафильтрационных и микрофильтрационных) мембран производительность мембраны в основном определяется размером пор. Выбор материала мембраны важен лишь в той мере, в какой свойства этого полимерного материала способствуют отложению осадков на поверхности мембраны. Он также определяется (адсорбционные эффекты, гидрофильно-гидрофобный баланс) термической и химической стабильностью материгида. Напротив, для непористых мембран выбор полимера прямо влияет на производительность мембраны, поскольку характерные свойства разделительной мембраны (селективность) зависят от химической структуры и, следовательно, от выбора полимера (см. гл. П и V). [c.146]

Склонность к образованию осадков зависит от свойств мембраны. Так, забивание пористых мембран (микрофильтрационных, ультрафильтрационных) выражено значительно сильнее, чем для плотных или непористых мембран (первапорационных, обратноосмотических). Далее, узкое распределение по размерам пор может снизить тенденцию к забиванию, хотя этот фактор не следует переоценивать. Гидрофильные мембраны менее склонны забиваться, чем гидрофобные. В частности белки, как правило, сильнее адсорбируются на гидрофобных поверхностях, с которых их труднее удалить, чем с гидрофильных. Заряженные (особенно отрицательно) мембраны также менее склонны к забиванию, особенно в присутствии отрицательно заряженных коллоидных частиц в сырьевом растворе. [c.424]