Плотные мембраны

Прямое измерение осмотического давления с помощью осмометра, которое может быть произведено с достаточной точностью, оказывается, однако, не всегда удовлетворительным. Объясняется это тем, что не существует мембран, способных задерживать все растворенные вещества если крупные частицы целиком задерживаются мембранами, то мелкие частицы, в особенности ионы, легко проходят даже через плотные мембраны, поэтому соответствующее им осмотическое давление не может быть обнаружено осмометром. По указанным соображениям прямое измерение осмотического давления заменяют косвенными методами, основанными на существовании определенной зависимости между осмотическим давлением и другими свойствами растворов, например давлением пара или понижением температуры замерзания. [c.26]

Плотные мембраны, в которых транспорт происходит посредством молекулярной диффузии, в основном демонстрируют низкие потоки. [c.93]

В пористых мембранах наиболее важны такие структурные параметры, как размер пор, распределение пор по размерам, пористость и геометрия пор. Они должны учитываться в любой разрабатываемой модели. Селективность таких мембран основывается главным образом на различиях между размерами частицы и поры. Описание транспортных моделей будет включать обсуждение всех этих параметров. С другой стороны, в плотных, непористых мембранах молекула может проникать, только если она растворяется в мембране. Степень такой растворимости определяется сродством между полимером (мембраной) и низкомолекулярным компонентом. Далее, вследствие существования движущей силы компонент переносится от одной стороны мембраны к другой путем диффузии. Селективность в этих мембранах определяется в основном различиями растворимостей и/или коэффициентов диффузии. Следовательно, существенными для скорости транспорта параметрами являются такие, которые дают информацию о термодинамическом взаимодействии или сродстве между мембраной (полимером) и диффундирующим веществом. Взаимодействие между полимерами и газами обычно невелико, тогда как между полимерами и жидкостями часто существуют сильные взаимодействия. Когда сродство в системе увеличивается, полимерная сетка будет обнаруживать склонность к набуханию, и это набухание оказывает значительное влияние на транспорт. Такие эффекты должны рассматриваться при любом описании транспорта через плотные мембраны. [c.226]

Засорение калиброванного отверстия 13. Если подмембранная полость будет неплотной, давление в ней понизится, мембрана опустится и клапан закроет проход для газа давление за регулятором упадет до нуля. Если же подмембранное пространство окажется плотным, мембрана и клапан задержатся в одном положении, отчего [c.96]

На ультрафильтрацию и диализ влияет заряд фильтров i. Почти все фильтры заряжены электроотрицательно поэтому электроположительные золи не проходят или проходят с трудом,, электроотрицательные же золи проходят легче. В порах фильтра происходят взаимная разрядка, коагуляция и закупоривание пор, после чего проницаемость фильтра сильно уменьшается. Мембраны, заряженные отрицательно, лучше проницаемы для катионов мембраны, заряженные положительно, лучше проницаемы для анионов. Такое влияние на ионы оказывают лишь очень плотные мембраны (Михаэлис). [c.315]

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]

Появление асимметричных мембран, как уже отмечалось, явилось прорывом в промышленном применении мембран. Эти мембраны состоят из очень плотного поверхностного слоя или покрытия толщиной от 0,1 до 5 мкм, лежащего на пористой подложке толщиной от 50 до 150 мкм. Эти мембраны сочетают высокую селективность плотной мембраны с высокой скоростью массопереноса очень тонкой мембраны. Рис. 1-6 представляет разрез асимметричной мембраны, на котором ясно видна структурная асимметрия мембраны. Сопротивление массопереносу определяется в большей степени или полностью тонким поверхностным слоем. Также можно получить композиционную [c.29]

Плотные мембраны из растворов полимеров получают следующим образом растворяют полимер в растворителе, затем наносят жидкую пленку на подходящую подложку и полностью испаряют растворитель, получая плотную пленку. Природа как [c.229]

При добавлении некоторых поверхностно-активных веществ в питающий раствор они способны образовывать мембрану не только при внедрении в пористую подложку, но и при самопроизвольном концентрировании на границе раздела между жидким раствором и плотной мембраной в твердом состоянии, сквозь которую они не могут проникать. Поскольку концентрированные межфазные слои сохраняются в жидком состоянии, их можно рассматривать как поверхностно-активные мембраны. Двойной слой, состоящий из плотной мембраны и жидкой поверхностно-активной мембраны, образует композиционную структуру, составляющие которой оказывают влияние на проницаемость и селективность. [c.310]

Типичные овициды, такие, как ДНОК, нитрофенолы, обладают высокой проникающей способностью и легко преодолевают многочисленные плотные мембраны яйцевой оболочки на пути к зародышу. Но по этой же причине их нельзя применять для обработки сельскохозяйственных культур в летний период, так как они чрезвычайно легко проникают и через растительные кутикулы и ожигают листья растений. Применять их можно только для весенних обработок плодовых и декоративных пород, когда почки еще не распустились. [c.15]

Сначала рассмотрим транспорт через эти плотные мембраны с использованием сравнительно простого подхода. Несмотря на некоторое сходство транспорта газов и жидкостей, имеется и множество различий. В общем случае сродство жидкостей и полимеров значительно больше, чем у газов и полимеров в результате растворимость жидкости в полимерах намного превышает растворимость в них газов. Иногда растворимость может быть столь высокой, что требуется сшивка полимера, чтобы избежать его растворения. Кроме того, высокая растворимость оказывает огромное влияние на коэффициент диффузии, сообщая полимерным цепям большую гибкость и приводя к увеличению проницаемости. [c.234]

Обратный осмос применяется, когда нужно отделить от растворителя низкомолекулярные растворенные вещества, такие, как неорганические соли или органические молекулы, например, глюкозу. Отличие от микрофильтрации и ультрафильтрации определяется размером растворенных частиц. Следовательно, требуются более плотные мембраны, обладающие гораздо большим гидродинамическим сопротивлением. Столь малые молекулы растворенного вещества будут свободно проходить через ультрафильтрационные мембраны. Действительно, мембраны для обратного осмоса могут рассматриваться как промежуточные между типом мембран с открытыми порами (микрофильтрационно-ультрафильтрационными) и плотными непо- [c.297]

Исследования показали, что из различных типов мембран наилучшими для очистки стоков варочного процесса оказались плотные мембраны. В экспериментах использовались мембраны фирм Дженерал Атомик Корп. и Хавенс . Оказалось, что проницаемость этих мембран зависит от рабочего давления (в пределах 1,4—4,6 МПа). В табл. VI, 9 показаны результаты очистки стоков первой ступени отбелки сульфитной целлюлозы на трубчатых мембранах фирмы Хавенс разной плотности при давлении 4,0 МПа. [c.314]

Чашку Петри диаметром около 9 см наполняют примерно до половины чистой и хорошо высушенной металлической ртутью и устанавливают на устойчивом столе. Быстро вливают 4%-ный раствор коллодия, так чтобы он достиг кр1аев чашки, и оставляют в покое до тех пор, пока края пленки, образованной на поверхности ртути, не начнут слегка закручиваться. Лезвием обрезают мембрану по стенкам, чашки, аккуратно вынимают и кладут на лист фильтровальной бумаги, ставят на нее широкой частью колоколообразную трубку и обжимают ее края мембраной так, чтобы по возможности не образовались складки. Сильно натягивать мембрану не следует, так как в дальнейшем она может порваться. Крепко обвязывают края осмотической ячейки ниткой и оставляют ячейку сушиться на воздухе примерно в течение 2 часов. Для получения более плотной мембраны, пригодной для измерения осмотического давления растворов солей, время высушивания следует удлинить до 12 ч. Надо помнить, что на длительность высушивания оказывает влияние и концентрация раствора коллодия. Для определенной концентрации коллодия время сушки подбирают опытным путем (в нашем случае применяется имеющийся в продаже в аптеках 4%-ный раствор медицинского коллодия). [c.46]

Соответственно этому ультрафильтрацию щелока варок целлюлозы для химической переработки целесообразно проводить через наиболее плотные мембраны с малым радиусом пор. Так, при использовании мембраны Рипор с пропускной способностью 0,2 м в сутки уже при температуре 20 °С удерживается около 40 % веществ щелока, что отвечает основной массе лигносуль фонатов. Массовая доля этих веществ в удержанном объеме возрастает по сравнению с исходным щелоком в 2,5 раза. Сахара и низкомолекулярные фракции лигносульфонатов при этом проходят через мембрану и на фильтре практически остаются лишь несахарные РВ, относящиеся к лигносульфонатам. [c.292]

Перфторированные иономеры составляют один из наиболее важных новых классов мембранных полимеров. Полимеры этого класса в большинстве случаев перерабаты ваются в форме суль-фонитрилфторидов из расплавов. Однако в ряде случаев требуется получение растворов (59, 60). Материал с эквивалентной массой 970, время жизни которого было весьма ограничено, растворялся в этаноле (59), и из этого раствора сухим формованием были получены плотные мембраны. Для получения растворов полимеров с эквивалентной массой 1100 и 1200 их необходимо растворять в автоклаве с перегретым этанолом или изопропано-лом и водой (60). В случае нерастворимых мембран Нафион был попользован двойной параметр растворимости (рис. 5.8). [c.222]

Как и при обработке сточных вод, содержащих органические вещества, в процессе обработки стоков гальванических производств можно использовать различные приемы. Выше упоминалась идея увеличения размера частиц, которые должны быть удалены. Металлы могут образовывать комплексы с различными органическими веществами. Например, этилендиаминтетраацетат и дитизон образуют большие (в молекулярном смысле) комплексы, которые можно выделить с помощью гораздо менее плотной мембраны, чем требовалось бы для выделения ионов. Некоторые комплексообразующие реагенты образуют растворимые комплексы. Другие, такие, как ди— метилглиоксим, офазуют с никелем нерастворимые комплексы. Для целей, описанных в этом разделе, обычно полезны оксимы. [c.291]

В зависимости от типа применяемой мембраны могут наблюдаться те или иные расхождения при осмотических определениях молекулярного веса и второго вириального коэффициента [А ) для одного и того л<е полимера. Так, для полистирола [91] значения молекулярных весов, найденные осмотическим методом, колебались от 7000, при использовании плотной мембраны, через которую могут диффундировать молекулы с мол. весом <1000, до 225 000 — при использовании пористой мембраны, проницаемой для молекул с мол. весом < 35 000. Значения Аг в случае полидисперсных образцов оказались сильно завышанньши по сравнению с фракционированными образцами. Это объясняется тем, что имеющееся в полидисперсном образце некоторое количество низкомолекулярных компонентов свободно проходит через мембрану, что занижает измеряемое осмотическое давление. Влияние низкомолекулярных фракций особенно сильно сказывается при низких концентрациях [c.188]

Полупроницаемые мембраны. Основная трудность в определении молекулярных масс методом осмометрии заключается в выборе мембраны. Идеальная полупроницаемая мембрана должна быть непроницаемой для молекул растворенного вещества и обладать высокой проницаемостью для растворителя. Материал мембраны не должен взаимодействовать с растворителем. В зависимости от типа применяемой мембраны могут наблюдаться значительные отклонения при осмотических определениях, особенно для поли-дисперспых образцов с высокой молекулярной массой. Так, для одного и того же образца полистирола были получены значения Мп от 7000 (при использовании плотной мембраны, проницаемой для молекул с массой < 1000) до 225 ООО (для пористой мембраны, через которую способны диффундировать молекулы с массой [c.96]

Основными параметрами стадии отмывки мембран от остаточного растворителя (в ряде случаев — и осадителя) являются температура, скорость движения промывной жидкости и ее состав. Регулируя эти параметры, можно изменять кинетику процесса и степень его завершенности (полноту отмывки). Помимо этого, скорость и полнота отмывки зависят от конструкции используемого оборудования и структуры мембран. Чем плотнее мембрана, тем больше продолжительность ее промывки. При повышении температуры процесс обычно ускоряется. Однако этот путь не всегда приемлем, так как свежесформованная мембрана содержит значительное количество растворителя и повышение температуры в начальный период промывки может вызвать изменения в структуре мембраны. Так, для [c.125]

Легкость и (или) скорость, с которой можно получить плотные мембраны из расплава полимера, обратно пропорциональны вязкости расплава. Вязкость расплава можно снизить повышением температуры, увеличением скорости сдвига, уменьшением средней молекулярной массы и уширением пика кривой молекулярно-массового распределения. Однако каждый из этих методов снижения вязкости оказывает некоторые отрицательные воздействия на свойства мембран. Повышение температуры приводит к возрастанию деструкции, уменьшение молекулярной массы и ушнрение пика на кривой молекулярно-массового распределения— к образованию в мембране кристаллитов с развернутыми цепями, что отрицательно оказывается на физических свойствах. [c.239]

Сухое формование, при котором происходит полное испарение растворяющей системы, — наиболее старый и легкий для объяснения фазоинверсионный процесс. В качестве примера можно привести типичный отливочный раствор нитрата целлюлозы (рис. 7.2,а). Конечная толщина получающейся из него мембраны заметно меньше первоначальной толщины отливки из-за потерь растворителя и увеличения в результате этого концентрации полимера в единице объема. Однако наличие пустот обусловливает существенно большую толщину, чем толщина плотной мембраны, содержащей то же количество полимера [c.243]

В отсутствие нерастворяющего порообразователя или сильного взаимодействия П — П фазовой инверсии не происходит (золь 1 гель) и образуются плотные мембраны или пленки с высоким сопротивлением проницаемости вещества. Их структура включает обособленный плотный барьерный слой. При низкой концентрации иерасиворителя могут быть получены мембраны с закрытыми ячейками, характеризующиеся низкой пористостью и существенным сопротивлением проницаемости вещества (рис. 7.8). Однако толщина плотного барьерного слоя в них существенно меньше. При средних концентрациях нерастворителя образуются мембраны со смешанными (открытыми и закрытыми) ячейками (рис. 7.9). Плотный барьерный слой в этих мембранах значительно тоньше, и виден тонкий переходный слой, содержащий закрытые ячейки, плотность которого находится между плотностью барьерного слоя и плотностью пористой открытоячеистой структуры, находящейся в объеме мембраны. [c.249]

Из данных табл. 8.1 видно, что этот метод имеет свои ограничения. Степень набухания, которая слабо зависит от концентрации спирта, не превышающей 90%, становится чувствительной к концентрации при значениях выше 90%>, потери массы полимера за счет растворяющего действия среды также становятся ощутимыми при более высоких концентрациях. Сложности могут возникнуть и при изготовлении исходной плотной мембраны. Вследствие возможных структурных различий в полимере особое внимание необходимо уделять приготовлению промежуточных (первичных) пленок для обеспечения постоянства структуры в полученных мембранах. По данным Грегора и Сольнера [2], необходимо использовать особо чистые растворители, дистиллированную воду, поддерживать постоянной температуру в камере (20 0,5°С) и контролировать влажность газовой среды для получения плотных пленок окисленного нитрата целлюлозы, которые можно повторно подвергнуть набуханию для приготовления пористых ионообменных мембран. [c.287]

Приборы, в которых производится определение осмотического давления, термостатируют, причем выбор температуры зависит только от устойчивости мембраны существенным является соблюдение постоянства температуры во время измерения. Важнейшей частью прибора является полупроницаемая мембрана, которую при работе с большинством растворителей изготовляют из целлюлозы, регенерированной из ацетилцеллюлозы для водных растворов применяют также мембраны из целлюлозы, регенерированной из нитроцеллюлозы очень плотные мембраны можно получить из поливинилового спирта. Для измерения при повышенных температурах в агрессивных растворителях недавно были предложены мембраны из тефлона (политетрафторэтилена) и гостафлона (политрифторхлорэтиле-на) или полиуретанов. Мембраны должны быть абсолютно устойчивы к применяемым растворителям при температуре измерения. Степень пропускания растворителя этими мембранами определяет полученные результаты. Так как этот метод дает среднечисловое значение Л1 , то при слишком большой проницаемости мембраны, т. е. при прохождении через нее низкомолекулярных фракций, столбик в капилляре поднимается очень мало и, следовательно, получается завышенное значение УИ . Наоборот, при применении [c.148]

СЛИШКОМ плотной мембраны, когда все фракции полимера задерживаются ею, низкомолекулярные фракции (а часто и примеси, при-сутствуюш,ие в небольших количествах в полимере, например эмульгатор, олигомеры и т. д.) оказывают слишком большое влияние на значения УИ , поэтому определенное таким путем относительно низкое значение молекулярного веса не связано с функцией распределения самого высокомолекулярного соединения. Таким образом, единственной возможностью для получения правильных результатов является оценка мембран путем испытания их на растворах веществ с известным молекулярным весом. [c.149]

Плотные мембраны будут, конечно, полностью задерживать прохождение коллоидных частиц в ультрафильтрат, тогда как очень рыхлые мембраны не будут пре- пятчд-вовать прохождению этих частиц в любом направлении. Между этими крайними случаями находятся мембраны, которые будут пропускать некоторые коллоиды, но их концентрация в ультрафильтрате будет меньше, чем в исходном растворе. Количественное измерение [c.367]

На поверхности соприкосновения золя с солевым раствором образуется первый слой — гладкая плотная мембрана толщиной около 1 мкм. Затем возникает второй слой, структура которого, по Тиле, образуется в результате капельного расслоения. Этот слой образуется вследствие того, что про-тивоионы, проникающие через мембрану, разряжаются на полиэлектролите и их гидратация снижается. Свободно выделившаяся вода под электронным микроскопом видна в виде капель, которые через некоторое время увеличиваются и становятся видимыми в обычный микроскоп. Толщина второго слоя достигает 3 мкм. При дальнейшей диффузии эти капли начинают входить в золь и вызывают возникновение нового слоя, в котором гель находится в виде многочисленных прямых параллельных каналов (капилляров) с круглым сечением. Капилляры заполнены жидкостью и имеют диаметр от 1 до 250 мкм. Число капилляров достигает нескольких сот тысяч на квадратный сантиметр. Объем капилляров составляет около50%. Они оканчиваются рез- [c.276]

Процесс газоразделения также уже достиг промышленной стадии развития. В этом процессе могут использоваться два различных типа мембран (хотя и в различных режимах применения) плотные мембраны, в которых транспорт реализуется как молекулярная диффузия, и пористые мембраны, в которых действует поток Кнудсена. Промышленное применение газоразделение нашло в процессах извлечения водорода другие примеры — процессы разделения кислорода и азота, а также метана и углекислого газа. [c.34]

В соответствии с данным определением микрофильтрационные мембраны являются пористыми объектами, содержащими макропоры, а ультрафильтрационные мембраны — также пористые объекты с мезопорами в верхнем слое. Таким образом, тип пористых мембран предполагает наличие макропор и мезопор. Для мембран этого типа характеризуют не материал мембраны как таковой, а лишь ее поры. В таком случае размеры пор или распределение пор по размерам будет определять, какие частицы или молекулы будут задерживаться мембраной, а какие проходить через нее. Характеристики же разделения мало зависят от природы ее материала. С другой стороны, плотные мембраны для газоразделения или первапорации не содержат фиксированных пор, и в этих случаях характеристики работы мембран определяются их материалом. Морфология, а точнее, физическое состояние полимерного материала мембраны (кристаллический или аморфный, стеклообразный или высокоэластический) непосредственно определяет ее проницаемость. Такие факторы, как температура или взаимодействие полимерного материала с растворителями, оказывают значительное влияние на сегментальную подвижность. Поэтому свойства матерала мембраны будут зависеть от температуры, состава разделяемой среды и т. д. В данной главе описаны и обсуждены методы определения характеристик мембран, как пористых, так и непористых. [c.167]

Введение в мембранную технологию (1999) -- [ c.34 , c.50 , c.69 , c.95 , c.102 , c.137 , c.143 , c.167 , c.224 , c.225 , c.226 , c.227 , c.228 , c.229 , c.230 , c.231 , c.232 , c.233 , c.234 , c.298 , c.299 , c.302 , c.419 , c.420 , c.424 , c.484 ]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология