Мембраны газопроницаемые

Расширяющейся областью применения потенциометрических сенсоров стал газовый анализ. Газовые сенсоры, сочетающие селективные газопроницаемые мембраны с ионоселективными электродами, играют важную роль в мониторинге токсичных газов типа SO2, H2S, NH3. Более подробно эти сенсоры рассмотрены в разделе [c.556]

В связи с существенным различием в механизмах переноса газопроницаемость материалов изменяется в весьма широких пределах. Ниже приведены ориентировочные значения газопроницаемости некоторых групп материалов (при 20°С и толщине мембраны 1 см) [c.7]

Газочувствительные электроды (датчики) не относятся к истинно мембранным электродам, поскольку через мембрану не протекает электрический ток. Они представляют собой устройства из двух электродов, индикаторного и электрода сравнения, и раствора электролита, помещенных в пластиковую трубку (рис. 6.7). К концу трубки прикрепляется газопроницаемая мембрана (аналогичная мембране для диализа), служащая для отделения внутреннего раствора от анализируемого. Поры мембраны вследствие ее водоотталкивающих свойств заполнены воздухом или другими газами и не содержат воды. Обычно газопроницаемые мембраны имеют толщину 25-100 мкм. Их изготавливают из гидрофобных полимеров (силоксановый каучук, полипропилен, фторполимеры и др.). Термин датчик используется в этом случае потому, что система представляет собой полностью собранную электрохимическую ячейку со всеми присущими ей свойствами. [c.210]

Палладиевую фольгу-мембрану толщиной 0,1—0,02 мм получают прокаткой, при ем получить мембраны толщиной менее 0,05 мм весьма сложно, а ниже 0,02 мм — вообще не удается. Фольгу иа сплава палладия (мембрану толщиной 0,1—0,02 мм) укладывают на газопроницаемую, прочную подложку, в качестве которой может служить пористая легированная сталь, сетка из металлических, например, никелевых нитей [29], волокнистого мата. Из фольги с подложкой создают диффузионные элементы, которые собирают в аппарат для выделения водорода [30]. Конструкция аппаратов должна обеспечить развитую поверхность мембраны. Сложным здесь является соединение диффузионных элементов и компенсация их термического расширения. [c.55]

F — поверхность мембран в модуле f — безразмерная поверхность мембраны gi —удельная газопроницаемость компонента [c.8]

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]

Результаты расчетов мембранных многоступенчатых установок с рециркуляцией (идеальные каскады) для разделения бинарной смеси (воздух) приведены в табл. 6.1 [3]. В качестве мембраны использовали силоксановую пленку толщиной б = = 10 м коэффициенты газопроницаемости кислорода и азота через мембрану соответственно равны Лоз = 113,8-10 моль- м/(м -с-Па) и ЛN2 =51,9-10- 5 моль-м/(м2-с-Па). Давления в напорных и дренажном каналах мембранных модулей поддерживали равными Р1=0,6 МПа, Рг = 0,1 МПа. Цель процесса — получение 1 м /с обогащенного до 91—92% (об.) О2 газового потока, поэтому установка представляет собой только укрепляющую часть каскада. [c.209]

Газочувствительные электроды, в которых используется газопроницаемая мембрана или воздушный зазор, а также индикаторный электрод. [c.530]

Изменение температуры позволяет регулировать селективность газопроницаемости, так. как с повышением температуры скорость переноса газов через полимерные пленки возрастает, а селективные свойства пленок ухудшаются. Использование температурной зависимости селективности газопроницаемости полимеров расширяет возможность применения одной полимерной мембраны для разделения различных газовых смесей. [c.233]

Усовершенствованная мембранная система фирмы "ЮОП", показанная на рис. 12, - это сравнительно недавний и быстро развивающийся метод разделения. Этот процесс основан на разности степеней проницаемости между водородом и примесями при прохождении через газопроницаемую полимерную мембрану. Проницаемость включает два последовательных механизма компонент газовой фазы должен прежде всего раствориться в мембране и затем диффундировать через нее в сторону растворенного вещества. Различные компоненты имеют различные степени растворимости и проницаемости. Растворимость зависит, главным образом, от химического состава мембраны, а диффузия - от структуры мембраны. Газы могут иметь высокие степени проницаемости в результате высоких степеней растворимости, высокой диффузионной способности или этих обоих факторов. Движущей силой как для растворения, так и для диффузии является разность парциальных давлений, создаваемая между сырьем и стороной растворенного вещества через мембрану. Газы с более высокой степенью проницаемости, такие как водород, обогащаются на стороне растворенного вещества мембраны, а газы с более низкой степенью проницаемости обогащаются на непроницаемой стороне мембраны благодаря выводу компонентов с высокой степенью проницаемости. [c.484]

Во всех рассматриваемых выше примерах газодиффузионные методы используются для выделения газообразных или образующих газообразные формы веществ без разделения их с другими газообразными компонентами. В то же время газопроницаемые мембраны и, в частности, органические полимеры обладают селективностью к определенным газообразным соединениям (табл. 3.72). [c.216]

Газопроницаемость выражена в 10- газа, проникающего через 1 см мембраны толщиной 1 гл за I сек прн разности давлений по обе стороны мембраны I ат (9,807 10 н/м ). [c.222]

До сих пор речь шла только о макроскопической вязкости полимера, которая очень велика и обусловлена взаимодействием целых макромолекул при их скольжеНии относительно друг друга. Вместе с тем величина вязкости, найденная по скорости диффузии небольших молекул в полимере и зависящая от движения отдельных сегментов его цепи ( микроскопическая вязкость ), близка к вязкости простой низкомолекулярной жидкости, молекулы которой ведут себя подобно сегментам Микроскопическая вязкость тесно связана с газопроницаемостью полимеров, с диффузией (и растворимостью) газов в них, во многом напоминающей по своему механизму течение жидкостей и имеющей очень большое практическое значение (автомобильные камеры, защитные покрытия, упаковочный материал, мембраны для разделения смесей газов и т. д). Газопроницаемость высокомолекулярных соединений [19] зависит от химической и надмолекулярной структуры полимера (наличие полярных групп, кристалличность или аморфность), формы, гибкости и ориентации макромолекул, характера межмолекулярного взаимодействия и т. д существенное значение также имеют природа газа (полярность, молекулярная масса, форма, непредельность) и температура. [c.405]

По форме зависимость Ь.р (т) соответствует зависимости (3 (т). Расчет количества продиффундировавшего газа Q и коэффициента газопроницаемости для плоской мембраны осуществляется по формулам [c.17]

Было показано, что коэффициент газопроницаемости характеризует истинную проницаемость мембраны по кислороду независимо от природы жидкости, которая покрывает мембрану, если только жидкости не изменяют свойств полимера. [c.44]

В настоящее время значительный практический и теоретический интерес приобретают диффузионные методы разделения газовых смесей, особенно методы диффузионной газопроницаемости через непористые мембраны. [c.209]

Следует отметить и тот факт, что газопроницаемость таких газов, как Нз и СОз, через полимерные мембраны [7] почти одинакова, а это значит, что полимерными материалами их разделить очень трудно, в то время как эта смесь является одной из распространенных в нефтехимической переработке, например в конверсии метана. Поэтому наиболее экономически эффективными в этих процессах являются палладиевые методы выделения водорода. [c.217]

Максимальная эффективность диффузионной газопроницаемости через палладиевые мембраны достигается прп высоких температурах (до 500° С) и давлениях. [c.220]

В газочувствительных электродах внутренний стандартный раствор отделен от анализируемого раствора тонкой газопроницаемой мембраной (рис. 7.2). Микропористая мембрана из гидрофобного пластика обладает водоотталкивающими свойствами. Поры мембраны заполнены только воздухом или другими газами. Раство- [c.107]

В датчике измерителя растворенного кислорода фирмы Электроник инструмент (модель 15А) катод — перфорированная серебряная трубка, анод — полый стержень из губчатого свинца, газопроницаемая мембрана — полиэтиленовая пленка. Прибор имеет автоматическую температурную компенсацию. Питание — от сухих элементов. Размеры измерительного прибора 222 X 190 X 311 мм. Вес 5,4 кг. [c.114]

По экспериментальным данным, величины Т п, и х зависят от температуры иловой смеси, величины изменения концентрации кислорода Ас при ступенчатом изменении с, толщины и физико-механических свойств газопроницаемой мембраны, а также от срока службы электрохимической [c.153]

Газопроницаемость органических непористых мембран была обнаружена давно. Б 1831 г. Митчелл установил, что мембрана из натурального каучука обладает различной газопроницаемостью по отношению к азоту и кислороду. Процесс диффузии различных газов через мембраны из натурального каучука изучал затем (в 1866 г.) Грем, который показал, что диффузию газа через такую мембрану следует рассматривать как процесс, состоящий из трех последовательных стадий а) растворение газа в полимере, Ь) собственно диффузия и в) испарение продиффундировавшего газа с поверхности мембраны. [c.221]

Исследовали также газопроницаемости мембран из силоксанового каучука. Мембраны из силоксанового каучука обладают большой селективной проницаемостью но отношению к СО2. Так, величина проницаемости для СО2 в 4,2 раза больше, чем для Нг. [c.224]

Наи большее промышленное применение для выделения водорода получили установки фирмы Монсанто , разработанные и внедренные в 70—80-х годах [30, 31, 33—35] на основе мембраниого модуля с полыми волокнами Призм (рис. 8.4). Мембрана, применяемая в этих модулях, представляет собой асимметричное полое волокно на основе полисульфона, на внешнюю поверхность которого нанесен тонкий диффузионный слой из пол1иорганосило1ксана, обладающего высокой газопроницаемостью, но сравнительно низкой селективностью. [c.277]

Полимерные пленки в качестве разделительных мембран. Разделительные мембраны из монолитных или пористых полимерных пленок используют для разделения компонентов газовых смесей, растворов, коллоидных систем, тонких взвесей такие мембраны весьма перспективны в промышленных методах разделения. Для разделения смесей газов используют монолитные мембраны без заметных пор Сам процесс разделения основан на таком свойстве полимерной пленки, как газопроницаемость. Мембраны для разделения газовых смесей изготовляют из весьма ограниченного числа синтетических полимеров, обладающих высокой газопроницаемостью. Так, плоские пленочные мембраны выполняют из фторированного сополимера этилена с пропиленом (толщина 8 = 10 мкм), армированного тканью кремнийорганкческого каучука (8 = 50 мкм ). поливинилтриметилсилана. С помоЩЬю мембраны, полученной из последнего полимера, удается повысить долю кислорода в воздухе с 21 до 35...40 %. [c.81]

Диффузионный метод. Заключается в разделении компонентов воздуха благодаря различию между их коэф. газопроницаемости через спец. мембраны. Движущая сила процесса-разность парциальных давлений компонентов воздуха и диффундирующей смеси по обе стороиы мембраны. По одной схеме воздух, очищенный от пыли иа фильтре, направляется вентилятором при атм. давлении в мембранный аппарат, где в зоне под мембраной с помощью вакуум-насоса создается разрежение по другой-вместо вентилятора используют компрессор, к-рый подает воздух в аппарат под повыш. давлением. В обоих случаях воздух в аппарате разделяется на два потока проникающий (пер-меат) и не проникающий (нонпермеат) через мембрану. Кислород проникает через мембрану в неск. раз быстрее чем азот, поэтому пермеат обогащается кислородом, а нонпермеат-азотом. [c.411]

Содержание Оа в отбираемой смеси зависит от соотношений потоков и давлений воздуха и пермеата, а также от разделяющей способности (селективности) мембраны. При максимальных упомянутых соотношениях содержание О в пермеате возрастает для получения смеси, обогащенной N2, необходимо поддерживать миш1м. соотношение потоков и макс. соотношение давлений воздуха и пермеата. Содержание О2 и N2 в продуктах разделения тем больше, чем выше селективность мембран. В пром-сти применяют мембраны из поливинилтриметилсилана, обладающие хорошей селективностью и высокой газопроницаемостью. [c.411]

Газочувствительные потенциометрические сенсоры включают электрохимическую ячейку с ион-селективным электродом и электродом сравнения. Оба они погружены в раствор внутреннего электролита. Внутренний электролит отделен от анализируемого раствора с помощью газопроницаемой мембраны (рис. 7.7-1). Микропористая или гомогенная мембрана имеет обычно толщину 0,1 мм. Микропористые мембраны изготавливают из гидрофобных полимеров, например, политетрафторэтилена (ПТФЭ) или полипропилена. В таких мембранах 70% пор имеют диаметр менее 1мкм, так что газы могут проникать за счет эффузии, тогда как вода или ионы отталкиваются гидрофобной мембраной. [c.498]

Иои-селективные слои Та205, А12О3, ВК Газопроницаемая мембрана + АЬОз Валиномицин Гелевый или полимерный слой с иммобилизованным ферментом [c.503]

Определение газопроницаемости с помощью волю-мометрических методов основано на непосредственном измерении объема газа, прошедшего через мембрану. Испытуемая мембрана разделяет ячейку на две камеры, в одну из которых подается газ под давлением выше атмосферного, а другая, заполненная тем же газом, но при атмосферном давлении, соединяется с каким-либо приспособлением для измерения объема. Коэффициент проницаемости Р рассчитывается по формуле [c.245]

В ТЭ в качестве электролита нашли применение в основном го.могениые ионитовые мембраны на основе сульфокатионитов, обладающие комплексом необходимых свойств высокой электрической проводимостью при удовлетворительной прочности, хорошей химической стойкостью в окислительных и восстановительных реакциях, низкой газопроницаемостью и т. д. [c.294]

Низкая газопроницаемость и хорошие прочнЪстные свойства позволяют использовать мембраны из ПТФХЭ в клапанах и измерительных приборах. В частности, непористьте мембраны из этого полимера применяют для выделения гелия из смесей, содержащих кислород, азот, окись углерода [59, с. 15]. [c.67]

В зарубежной практике широко применяют ломаюшиеся мембраны из специальных графитов, пропитанных органическими смолами для устранения их газолроницаемости. Из графитов отечественного производства для изготовления мембран можно рекомендовать графит АГ-1500, как наиболее мелкозернистый, плотный и однородный. Основные достоинстаа графитовых мембран — это устойчивость против коррозии, переменных нагрузок и исключительно большая термостойкость (свыше 2000 °С), причем температура до 1000 °С практически пе изменяет давление срабатывания. Основной недостаток мембран нз чистого графита — газопроницаемость. Пропитка графита органическими смолами лишает мембраны их главного преимущества — термостойкости, так как в этом случае она уже не превышает 180— 210 С, Хорошие результаты дает метод уплотнения графита пироуглеродом, так как он не снижает термостойкости графита, С.тедует помнить, что высокой термостойкостью графит обладает лишь в нейтральных и восстановительных средах, а в средах, содержащих кислород, в том числе и в воздухе, термостойкость углерода ие превышает 300 °С. [c.12]

МЕЛЬХИОР, общее название группы сплавов на основе Си, содержащих 5—33% Ni, ок. 1% Fe, ок, 1% Мп. Устойчивы к атмосф ной коррозии, коррозии в морской воде, водяном паре обладают высокой пластичностью в холодном состоянии, Примен. для изготовления труб теплообменников в судостроении, посуды, ювелирных изделий. МЕМБРАННОЕ ГАЗОРАЗДЕЛЕНИЕ, разделение газовой смеси на компоненты или ее обогащение одним из компонентов в аппаратах с непористыми перегородками (мембранами), Основано ва различии между коэф. газопроницаемости компонентов газовой смеси. Движущая сила процесса — разность концентраций или парциальных давлений разделяемых компонентов по обе стороны мембраны. [c.320]

Соединить достоинства пористых и непористых мембранных катализаторов позволяет создание композиций, в которых очень тонкий слой, пропускающий только водород, нанесен на прочную, но газопроницаемую подложку. Возможности нанесения каталитически активного вещества на одну или обе поверхности мембраны рассматривались в [109—111]. Первые композитные мембранные катализаторы были получены [125]> путем покрытия металлокерамического листа пленкой полидиметилсилокса-на, на которую после вулканизации наносили слой палладия или его сплава. Проницаемость водорода через пленку полидиметил-силоксана возрастает с увеличением толщины слоя палладия до 80 нм [126]. На таком катализаторе при температуре 393 К циклопентадиен на 99% превращается в смесь из 93% цикло-пентена и 7% циклопентана. Производительность по циклопен-тену единицы массы палладия в композитном катализаторе в 100 раз выше, чем у мембранного катализатора [61, 62] в виде фольги толщиной 100 мкм. Получены композитные катализато- [c.127]

Датчик Тартуского университета схематически изображен на рис. 51. Он имеет электродную пару, где катод — серебряная проволока, навитая на корпус, анод — кадмиевая стружка, газопроницаемая мембрана — полиэтиленовая пленка. Датчик имеет выходной ток 80жка, что позволяет измерять его стандартным микроамперметром без предварительного усиления. [c.114]

Коэффициенты уравнений (69) —(71) зависят от температуры иловой смеси, толщины и физико-механических свойств газопроницаемой мембраны датчика. В лабораторной установке применялся датчик типа ИПДК с мембраной из фторопластовой пленки толщиной 10 мк, для которого при [c.141]