Справочник химика 21

Химия и химическая технология

Статьи Рисунки Таблицы О сайте English

Диффузионная проницаемость через мембраны

    Диффузионная проницаемость через мембраны [c.538]

    Ранее диффузия водородсодержащего газа через мембраны из палладия и его сплавов с серебром была в основном лабораторным методом получения водорода. Однако в последнее время этот метод начали применять в промыщленности [36, 48, 49]. Значительной сложностью при разработке диффузионного разделения было создание мембраны, которая не отравлялась бы примесями, присутствующими в водородсодержащем газе. Основными компонентами, снижающими проницаемость диффузора, являются сероводород, непредельные углеводороды, углекислый газ и пары воды. Поэтому в схему установки диффузионного разделения включают блок очистки сырья. Оптимальные условия работы диффузоров из палладия следующие давление 35—40 ат, температура 300—400° С. [c.112]


    Диффузионный метод очистки основан на различии коэффициентов диффузии и проницаемости через твердую перегородку (мембрану) очищаемого газа и примесей. Используются как металлические, так и полимерные мембраны. [c.909]

    Под диффузионной проницаемостью понимают проницаемость, связанную с растворением в материале мембраны проникающего вещества и его диффузией. Фазовой проницаемостью называют проницаемость, не связанную с изменением фазового состояния проникающих через мембрану веществ. [c.19]

    Перенос веществ через эластичную полимерную мембрану, не имеющую каких-либо дефектов, обусловлен диффузионной проницаемостью. Диффундирующее вещество растворяется в поверхностном слое мембраны, мигрирует через материал мембраны под влиянием градиента концентрации и выделяется с обратной стороны мембраны. Через некоторое время устанавливается стационарное состояние переноса при условии постоянства перепада концентрации по толщине пленки. [c.344]

    Диффузионная проницаемость в чистом виде наблюдается при переносе газов через непористые и микропористые мембраны. В большинстве случаев перенос газов и паров через тела происходит одновременно по нескольким механизмам, в связи с чем газопроницаемость различных материалов изменяется в широких пределах. [c.519]

    Прямым доказательством протекания реакций окисления каучуков и резин в диффузионном режиме являются результаты измерения проницаемости кислорода воздуха через мембраны различной толщины масс-спектрометрическим методом [146]. [c.65]

    О диффузионном механизме проницания. Многие исследователи объясняют проницаемость через полимерную мембрану растворением проникающего вещества в материале мембраны [1, 8]. Такое [c.176]

    Как было показано ранее, процесс карбонизации контролируется диффузией углекислого газа в пораХ бетона, а основным свойством бетона, от которого зависит скорость карбонизации, является его диффузионная проницаемость. Диффузионная проницаемость бетона для СОг не может быть определена по обычному методу мембраны, который заключается в том, что измеряется количество газа, диффундировавшего через образец, разделяющий диффузионную камеру на две части. При этом СОг частично или полностью будет поглощаться бетоном, что не позволит рассчитать коэффициент диффузии. Применение инертных газов или высушивание образцов, после которого бетон перестает реагировать с углекислым газом, также не позволяет получить надежных результатов, поскольку в этом случае не происходит уплотнения бетона продуктами карбонизации, а высушивание может существенно увеличить диффузионную проницаемость для газа. В связи с этим целесообразно рассчитывать коэффициент диффузии СОг по результатам испытаний бетона в углекислом газе в зависимости от глубины карбонизации по формуле [c.140]


    Рассматриваемый процесс может протекать по различным механизмам. В настоящее время считают, что перенос газов (сюда следует отнести влагу, а также пары и газы, обусловливающие запах продукта) через однородные непористые мембраны пз пластических масс осуществляется по диффузионному механизму. В свою очередь, диффузионная проницаемость представляет собой последовательность следующих процессов адсорбция и растворение газа или пара в пограничном слое материала диффузия атомов или молекул газа через пластмассу и выделение газа с обратной стороны материала. Вначале диффузионная проницаемость — нестационарный процесс. С течением времени при постоянстве градиента (перепада) давления по толщине пластмассы устанавливается стационарный поток. Проницаемость пластических масс зависит прежде всего от химических и физических свойств как самих пластмасс, так и проникающих через них газов. [c.104]

    Рассмотрим некоторые особенности развития диффузионного пограничного слоя. При отсосе через верхнюю пластину распределение плотности в сечении канала не может формировать неустойчивые структуры в гравитационном поле мембрана более проницаема для СО2. В этом случае развитие диффузионного пограничного слоя происходит устойчиво — высота слоя и градиенты концентрации на стенке растут по длине канала. С увеличением скорости движения пограничный слой сжимается, градиенты концентрации на стенке растут. Повышение давления в напорном канале интенсифицирует отсос, определяемый числом Пекле Реи = УяЯ/ ) при этом также растут градиенты концентрации (см. рис.-4715). [c.142]

    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]

    Скорость прохождения молекул через диффузионную мембрану обычно прямо пропорциональна коэффициенту диффузии, который определяется размерами молекул и их формой. Поэтому диффузионные мембраны наиболее рационально применять для разделения компонентов, имеющих практически одинаковые свойства, но различающихся размерами и формой молекул. Проницаемость диффузионных мембран почти не снижается со временем. Диффузионные мембраны имеют большое гидродинамическое сопротив- [c.315]

    Относительно механизма полу проницаемости мембран существуют различные точки зрения. Действие мембран объясняется ультрафильтрацией или механизмом просеивания — через поры мембраны проходят молекулы воды и не проходят молекулы и ионы растворенных веществ [238, 242, 266]. По диффузионной теории предполагается, что компоненты разделяемой системы растворяются в материале диафрагмы и диффундируют через неё  [c.475]

    Главная особенность этих прибо рв — применение в, них поли мерных мембран (из полиэтилена или тефлона), через которые нро исходит избирательная диффузия растворенного кислорода к- индикаторному электроду. Проницаемость мембран для кислорода значительно больше, чем для других газов и ионов (восстанавли Бающихся при потенциале восстановления кислорода), и содержание этих веществ в сточных и природных водах значительно меньше содержания кислорода. Можно поэтому считать, что влИ яние ИХ на предельный диффузионный ток восстановления кислорода на катоде и на потенциал индикаторного электрода исключено, Кроме того, мембраны стабилизируют толщину диффузионного слоя кислорода, предохраняют поверхность электрода и электролит от загрязнения веществами, содержащимися в анализируемом растворе, и от протекания побочных химических и электрохимических реакций. [c.184]


    Будем считать, что диффузионный слой имеет конечные размеры, а конвективный поток через этот слой направлен по нормали к его поверхности и приблизительно равен проницаемости мембраны по воде (м/с). Уравнения, которые используют для описания профиля изменения концентрации иона а диффузионном слое [9,10]  [c.385]

    В большинстве случаев предполагают также, что проницаемость имеет стационарный характер. Очевидно, что проницаемость должна понижаться в присутствии непроницаемого наполнителя по двум взаимосвязанным причинам увеличивается длина диффузионного пути молекул (что эквивалентно более толстой мембране) и уменьшается площадь поперечного сечения матрицы, доступная для проникания (рис. 12.22). Первый эффект обозначают обычно как фактор искривления пути (т), который эквивалентен отношению длины пути молекулы через лабиринт частиц наполнителя к толщине мембраны. Второй эффект пропорционален объемной доле наполнителя. [c.342]

    В том случае, когда перемешивание в газовой фазе достаточно для поддержания равновесия у поверхности пленки, присутствие одного газа не влияет на проницаемость другого газа через полимерные мембраны . Чрезвычайно низкая растворимость (менее 0.2%) газов с низкими критическими температурами в органических твердых веществах при обычных температурах обусловливает тот факт, что сорбируемый газ не должен оказывать значительного влияния на свойства полимера и что каждая молекула газа диффундирует независимо от других с очень малым числом взаимных соударений, возможных внутри диффузионной среды. Точно так же водяные пары не влияют на проницаемость газов с низкими критическими температурами в гидрофобных полимерах, например в полиэтилене или полиэтиленгликольтерефталате. так как концентрация сорбированных паров воды слишком мала. [c.254]

    Скорость прохождения молекул через диффундирующую мембрану обычно прямо пропорциональна коэффициенту диффузии, который определяется размерами молекул и их формой. Поэтому диффузионные мембраны наиболее рационально применять для разделения компонентов, имеющих практически одинаковые свойства, но различающихся размерами и формой молекул. Проницаемость диффузионных мембран почти не снижается со временем. Диффузионные мембраны имеют большое гидродинамическое сопротивление, поэтому их следует применять в виде ультратонких пленок толщиной порядка 0,02—0,04 мкм, закрепленных на пористых подложках. [c.13]

    Метод конденсации позволяет получить водород высокой степени чистоты. Например, при охлаждении смеси газов до мпературы жидкого азота (- 77 К) оксиды углерода и углеводороды переходят в жидкое состояние. Чистота получаемого водорода составляет 99,95%. Высокую степень чистоты можно получить и электрохимическим способом с помощью ячейки с твердополимерным электролитом [12]. Все более широкое применение для разделения газов находят селективно проницаемые мембраны, в частности полимерные мембраны [86, с. 1273—1278]. Наиболее чистый водород можно получить в результате диффузионного разделения через проницаемую для водорода мембрану из палладиевого сплава [32]. Этот способ обеспечивает получение водорода чистотой до 99,9999%. При использовании электрохимического и диффузионного методов очистки необходима предварительная очистка газов от каталитических ядов соединений серы, мышьяка, фосфора и др- [c.105]

    Разделение жидкостей методом испарения через мембрану также основано на различной диффузионной проницаемости мембран для паров веществ. При этом движущей силой процесса, как правило, является перепад давлений или концентраций. Смесь жидкостей, находящуюся в контакте с мембраной, нагревают. Проникающие через мембрану пары отводят с помощью вакуумирования или потоком инертного газа. Выделяют [13] пять основных стадий процесса 1) перенос вещества из глубины жидкого потока к мембране 2) сорбцию вещества поверхностным слоем мембраны 3) диффузию вещества через мембрану 4) десорбцию вещества с противополо кной [c.16]

    Существуют и другие способы извлечения гелия из гелионосных природных газов, например диффузионный, основанный на высокой проницаемости гелия через мембраны из тефлона. Гелий можно получить также на установках разделения воздуха. Однако его содержание в воздухе мало (0,000524%). Другим источником гелия могут служить монацитовые пески, содержащие 1 см гелия в 1 г руды [3, 7]. Однако все эти источники не могут рассматриваться как промышленные способы получения гелия. [c.32]

    Что касается происходящих при этом диффузионных процессов, то целесообразно здесь напомнить следующее. Мейнгоулд показал, что диффузия ионов через мембраны в значительной степени зависит от ее заряда. Имеются отрицательно и положительно заряженные мембраны, причем первые преимущественно проницаемы для катионов, в то время как вторые — для [c.382]

    Например, если в опытах по сорбции общий объем системы не изменяется в исследованном интервале концентраций (AFmix a 0), концентрацию удобно выразить как с [уравнение (41)] и получить поэтому коэффициент Di2. в опытах по сорбции или по стационарной проницаемости через набухаемую мембрану можно использовать измененную шкалу длины так что толщина во время диффузионного процесса остается постоянной и равной значению толщины ненабухшей мембраны I. При этом концентрацию можно выразить в виде f [уравнение (43)] и получить коэффициент диффузии в виде D . [c.242]

    Для проницаемости вещества через мембраны, например для диффузии кислорода в клетку, важна его диффузия не только через гидрофобный слой липидов и белков, но и через неподвижные слои воды, примыкающие к мембране (примембранные слои). Рассмотрим этот вопрос количественно (рис. 51). Пусть вещество диффундирует в клетку. Вещество, которое переходит из одного перемешивающегося водного раствора ( снаружи ) с постоянной концентрацией Сн, в такой же раствор по другую сторону мембраны ( внутрь ) с концентрацией с , должно преодолеть три диффузионных барьера первый примембранный слой воды, саму мембрану и второй примембранный слой воды. Потоки через эти три слоя по закону Флка равны [c.124]

    Обсудим проблему селективности процесса в полимерных мембранах. Столь большое число факторов, влияющих на проницаемость чистых газов, очевидно, скажется на селективности процесса. При разделении газовых смесей в общем случае необходимо учитывать взаимное влияние диффузионных потоков компонентов в мембране, при этом основные сорбционные и диффузионные характеристики процесса оказываются сложной функцией состава газовой смеси. Небольшая примесь сильно-сорбируемого компонента, который отличается специфическим взаимодействием с веществом матрицы мембраны или одним из прочих компонентов смеси, может радикально изменить проницаемость всех компонентов, поэтому принцип аддитивности при определении общего потока через мембрану и оценку селективности процесса на этой основе следует проводить с большой осторожностью. Тем не менее воспользуемся указанным принципом для выявления некторых закономерностей разделения. [c.104]

    Процесс массообмена моделировали в плоском канале высотой Н= —4 мм, шириной г = 60 мм и общей длиной 950 мм, включавшей зону гидродинамической стабилизации (400 мм) и участок селективного отсоса (450 мм). Верхние и нижние стенки канала проницаемы (использована асимметричная мембрана из поливинилтриметилсилана). Развитие диффузионного пограничного слоя контролировали в пяти точках канала, где установлены оптические окна. Для измерения профиля концентраций использован интерферометрический принцип регистрации фазовых изменений фронта световой волны при прохожденпи ее через оптическую неоднородность, представляющую собой двумерный диффузионный пограничный слой. Интерферограм-мы процесса фиксировали с помощью фото- и киносъемок и расшифровывали на микрофотометре. Оптическая система создана на базе теневого прибора ИАБ-431 [45]. [c.139]

    Окремнение дерева обычно связывается с присутствием вулканического пепла, представляющего собой богатый источник легкодоступного растворимого кремнезема [274]. Корренс [275] подтвердил, что кремнезем может осаждаться из природных щелочных вод при выделении диоксида углерода в процессе распада дерева. Таким путем кремнезем должен осаждаться сразу же на поверхности органического материала, и, по мере того как органическая часть удаляется при растворении, она должна замещаться кремнеземом. Предполагается, что первоначально образованный слой кремнезема аморфен и порист и раствор проникает через него за счет диффузионных процессов. Поскольку ткани растений содержат мембраны, которые могут быть проницаемы для растворимой кремневой кислоты, но непроницаемы для коллоидных частиц кремнезема, Хеллмерс [276] считает, что окремнение происходит сразу же после того, как растворимый кремнезем выделяется прп разложении силикатных минералов, но еще до того, как такой кремнезем может полимеризоваться. [c.127]

    Проницаемость газов и паров через непористые полимерные мембраны складывается из последовательности элементарных актов диффузии (молекулярной или турбулентной) распределяемого вещества из ядра первой среды к поверхности мембраны, абсорбции его мембраной, диффузии в ней, десорбции и диффузии его от поверхности мембраны в ядро потока второй среды. При этом, в силу большого диффузионного сопротивления мембраны, диффузионными сопротивлениями пограничных слоев обычно можно пренебречь и считать концентрацию газа (пара) у поверхности мембраны равной концентрации в ядре потоков фаз. В этих условиях параметрами, определяющими процесс, являются характеристики изотермы сорбции—десорбции распределяемого вещества и коэффициент молекулярной диффузии его в полимере. Если коэффициент диффузии газа в мембране D = onst, изотерма сорбции— десорбции линейная, то коэффициент проницаемости можно выразить соотношением [c.538]

    Диффузионный мембранный метод в системе жидкость- твердое тело - газ получил название исиарение через мембрану или первапорация. Метод основан на селективной проницаемости некоторых материалов для различных компонентов жидких смесей. Явление селективной проницаемости впервые обнаружено на каучуковых мембранах для смесей углеводород - спирт. От.чичи-тельной особенностью процесса мембранного испарения от других мембранных процессов является переход проникающих через мембрану веществ из жидкого состояния в парообразное, для чего требуется подвод к системе энергии, 1Ю меньшей мере равной теплоте испарения пермеата. Из этого следует, что испарение через мембрану может быть использовано практически лишь тогда, когда селективность переноса гораздо выше, чем при простом испарении, в частности, для разделения азеотропных и близко кипящих смесей. Движущей силой процесса мембранного испарения является разность химических потенциалов по обе стороны мембраны. Длл поддержания химического потенциала на достаточно высоком уровне необходимо предотвратить конденсацию иермеата на поверхности мембраны со стороны пара. Это достигается непрерывным отводом пара, обдувом инертным газом или вакуумированием. [c.217]

    Все формы обмена между клеткой и внешней средой, за исключением явлений пинаиитоза. предполагают пересечение окружающей клетку мембраны это остается в силе и для любых других замкнутых мембранных структур, находящихся в клетке (ядро, митохондрии, лизосомы и т. п.). Для подавляющего большинства веществ и ионов биологические (и искусственные) мембраны представляют диффузионный барьер, и в таком случае перенос через липидную фазу требует значительных энергетических затрат. В то же время вода и некоторые низкомолекулярные соединения проникают через мембрану с поразительной легкостью, вероятно, за счет использования дефектов жидкокристаллической решетки липидного бислоя. Высокая проницаемость клеток для воды — важный биологический фактор, обеспечивающий осмотическое равновесие. [c.590]

    Маниным и Ковалкиным разработаны метод и установка с использованием хроматографического анализа для оценки встречной проницаемости газов и л<идкостей через полимерные мембраны. С помощью этого метода можно одновременно и независимо определять количества проникающих через полимерную мембрану навстречу друг другу газа и жидкости. Для исключения влияния растворимости газа в жидкости конструкция диффузионного прибора предусматривает ведение эксперимента с переменным [c.214]

    Влияние деформации вальцевания в интервале О—90% на диффузию электролитического водорода через нелегированную мягкую сталь изучали Г. Шуман и Фр. Эрдман-Еснитцер [284]. Эта работа заслуживает более подробного рассмотрения. Мембраны из стали состава (%) 0,09 С 0,05 8 0,36 Мп 0,03 5 имели толщину 0,25—0,30 мм. Мембраны вырезались из жести, полученной прокаткой листа толщиной 3 мм, отжигались в вакууме ири 950°С в течение 10 мин и охлаждались с печью до 600°С. Катодная поляризация осуществлялась в 2 н. растворе Нг504, содержащем 0,033 г/л АзгОз, при Дк=20 мЛ/см . Деформация растяжения от 4 до 15% вызывала некоторый рост количества продиффундировавшего через мембрану водорода. После холодного вальцевания (без последующего отжига) была получена экстремальная зависимость проницаемости от степени деформации (рис. 2.17). При степени деформации E = б0- 70% диффузия водорода через мембрану практически не наблюдалась даже через 50 ч поляризации ее в кислоте. В зависимости от степени деформации при вальцевании находится и образование пузырей на диффузионной и поляризационной стороне мембраны. При увеличении е до 15% число таких пузырей уменьшается и при 8>25% число пузырей увеличивается в той же мере, в какой падает проницаемость. [c.88]

    Механизмом переноса веществ через неаористые полимерные мембраны в процессах испарения через мембрану так же, как и в процессах газоразделения, является сорбционно-диффузионный механизм. Перенос через мембрану осуществляется в три стадии растворение проникающих через мембрану веществ со стороны жидкости в полимерном материале диффузия этих веществ через мембрану их испарение с другой стороны мембраны. Селективность процесса определяется селективной сорбцией и (или) селективной диффузией. В отличие от газоразделения сильное сродство компонентов жидкой смеси к полимерному материалу мембраны вызывает повыщенную растворимость жидкости в полимере. В процессе первапорации ироисходит значительное анизотропное набухание материала мембраны. Со стороны паровой фазы мембрана остается практически сухой, а со стороны жидкости устанавливается равновесное состояние и степень набухания велика. Перенос компонентов смеси через неравномерно набухшую мембрану определяется величинами локальных коэффициентов диффузии компонентов, зависящими от их концентраций. В результате профиль концентрации каждого из компонентов в направлении, перпендикулярном к поверхности мембраны, оказывается существенно нелинейным. Тогда и коэффициент проницаемости не будет постоянной величиной, а будет существенно зависеть от состава смеси. Например [4], если для разделения системы этанол—вода в качестве полимера использовать поливиниловый спирт, то при низких концентрациях спирта мембрана сильно набухает и селективность равна нулю. При низких концентрациях воды поливиниловый спирт имеет высокую селективность по отношению к воде и достаточно большую проницаемость. [c.431]

    Исследован диффузионный перенос молекул некоторых моноаминокарбоновых и диаминокарбоновых кислот через ионообменные мембраны МК-40 и МА-40. При этом установлено, что проницаемость мембраны МК-40 для молекул моноаминокарбоновых кислот на порядок больше, чем для мембраны МА-40. [c.449]

    Фазовый переход в липидной мембране должен приводить, таким образом, к нэменению сродства между полярной частью мембраны и окружающими ее ионами, растворителяМ И и белками вследствие латерального расширения мембраны. Это должно изменить проницаемость мембраны я для нейтральных молекул, и для ионов. В частности, проницаемость мембраны для нейтральных молекул выражается через диффузионный поток кинков [70]. [c.264]

    Сорбционно-диффузионная модель первоначально использовалась для объяснения проницаемости газов, паров и органических жидкостей через плотные, но бездефектные мембраны. Впоследствии она была использована Лонсдейлом и др. [108] для описания гиперфильтрации. [c.70]

Смотреть страницы где упоминается термин Диффузионная проницаемость через мембраны: [c.164]    [c.364]    [c.24]    [c.19]    [c.157]    [c.260]    [c.286]    [c.306]    [c.248]    [c.41]    [c.90]   
Смотреть главы в:

Новый справочник химика и технолога Электродные процессы Химическая кинетика и диффузия Коллоидная химия -> Диффузионная проницаемость через мембраны



ПОИСК





Смотрите так же термины и статьи:

Мембраны Проницаемость



© 2025 chem21.info Реклама на сайте