Диффузионные мембранные методы

Диффузионные мембраны обычно применяются для разделения газовых и жидких смесей методом испарения через мембрану [1]. Для разделения растворов под действием градиента давлений эти мембраны практического применения пока еще не находят, так как скорость процесса при использовании известных мембран этого типа очень низка. Она может быть увеличена путем создания ультратонких анизотропных диффузионных мембран (рис. П-2), а также повышением температуры разделяемой смеси. Перенос вещества через непористые мембраны рассмотрен в работах [1, 11]. [c.47]

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЧИСЕЛ ПЕРЕНОСА ИОНОВ В МЕМБРАНЕ МЕТОДОМ ДИФФУЗИОННОГО ПОТЕНЦИАЛА [c.210]

Для процессов разделения жидких смесей методом испарения через мембрану используют непористые полимерные мембраны, являющиеся квазигомогенными гелями. Растворитель и растворенные вещества проникают через них вследствие молекулярной диффузии, поэтому такие мембраны называют диффузионными. Скорость прохождения молекул через диффузионную мембрану пропорциональна коэффициенту диффузии, зависящему от размеров молекул и их формы. Диффузионные мембраны применяют для разделения компонентов с близкими [c.431]

В чем состоят особенности диффузионно-мембранных методов разделения [c.356]

Диффузионные мембранные методы [c.215]

Раздел под общим заголовком Проницаемость, транспорт и ионная селективность посвящен очень важной и интересной проблеме изучения механизма диффузионного переноса водных растворов электролитов (и неэлектролитов) в полимерах различной структуры. Информация подобного рода чрезвычайно полезна, во-первых, для описания механизма гидролитической деструкции полимеров в диффузионной и диффузионно-кинетической областях, во-вторых, для научно обоснованного прогнозирования сроков защитного действия полимерных покрытий и мембран и, в-третьих, для более глубокого понимания сущности и закономерностей диффузионных процессов разделения и концентрирования с помощью мембранных методов. Последние находят в настоящее время все большее применение в химической, пищевой и медицинской отраслях промышленности. [c.6]

В настоящее время наиболее универсальным и корректным методом прямого определения диффузионной проницаемости полимерных материалов к электролитам (определение коэффициентов диффузии Д для жидких агрессивных сред) является прямой мембранный метод с применением радиоактивных индикаторов [8]. [c.11]

Ученые давно стремились познать и обратить на пользу человека замечательные свойства полупроницаемых мембран — пропускать одни вещества и задерживать другие. Однако идея применения мембран для технологических целей стала реальной лишь в последнее время в связи с развитием наших знаний о природе и структуре веществ, с новыми достижениями в науке и производстве синтетических полимерных материалов. Теоретические и экспериментальные исследования, выполненные в последние годы в СССР и за рубежом, привели к разработке ряда мембранных процессов, которые могут быть реализованы в практике. К основным мембранным методам разделения относятся обратный осмос, ультрафильтрация, испарение через мембрану, диализ, электродиализ, диффузионное разделение газов. В любом из этих процессов смесь жидкостей или газов вводится в соприкосновение с полупроницаемой мембраной с одной ее стороны. Вследствие особых свойств полупроницаемых мембран прошедшая через них смесь обогащается одним из компонентов. В ряде случаев процесс проходит настолько полно. [c.5]

Диффузионные мембраны обычно применяют для разделения газов, жидких смесей методами испарения через мембрану, диализа. Диффузионные мембраны являются практически непористыми. Они представляют собой квазигомогенные гели, через которые растворитель и растворенные вещества проникают под действием градиента концентраций (молекулярная диффузия). [c.315]

Наибольшей эффективностью капсулирования (с точки зрения изоляции частиц низкомолекулярных веществ от окружающей среды, производительности и универсальности) характеризуются методы капсулирования веществ в слоистых пленочных материалах. Многослойная структура пленки позволяет в широких пределах варьировать защитные функции оболочек, роль которых выполняют внешние слои материалов. Сформованные отдельно и нанесенные на средний слой, содержащий капсулируемое вещество, оболочки могут быть выполнены из практически непроницаемых (например, металлизированных) полимерных пленок, или наоборот, из полупроницаемых селективных диффузионных мембран, микропористых высокопроницаемых пленочных фильтров с различным размером пор. Слоистая конструкция материалов и разнообразные способы сборки обеспечивают решение значительно большего круга технических и технологических задач, чем при традиционном микрокапсулировании [1,2] или с использованием более простых методов капсулирования в пленках, рассмотренных в предыдущих разделах. [c.129]

Весьма распространена оценка сорбционно-диффузионных характеристик методами, основанными на фиксации потока низкомолекулярного вещества через образец-мембрану из исследуемого материала. С одной стороны образца помещается электролит, с другой-поглотитель, чаще всего вода. Количество продиффундировавшего через стеклопластик электролита определяют путем физико-химического анализа, измерений pH, радиоактивности 1 ли электропроводности. [c.88]

От вида мембранного метода и конкретных условий его проведения зависит значение вклада отдельных сопротивлений в общее сопротивление массопереносу Я. Например, при диффузионном разделении газов основное сопротивление процессам сосредоточено в самой мембране (Гм >г1 + Г2 и сопротивлениями п и можно пренебречь) при обратном осмосе и ультрафильтрации обычно пренебрегают значением Гг при испарении через мембрану могут быть соизмеримы все виды сопротивлений. [c.207]

Классификация. Хим.-технол. процесс в целом - это сложная система, состоящая из единичных, связанных между собой элементов и взаимодействующая с окружающей средой. Элементами этой системы являются 5 групп процессов 1) механические - измельчение, грохочение, таблетирование, транспортирование твердых материалов, упаковка конечного продукта и др. 2) гидромеханические - перемещение жидкостей и газов по трубопроводам и аппаратам, пневматич. транспорт, гидравлич. классификация, туманоулавливание, фильтрование, флотация, центрифугирование, осаждение, перемешивание, псевдоожижение идр. скорость этих процессов определяется законами механики и гидродинамики 3) тепловые - испарение, конденсация, нафевание, охлаждение, выпаривание (см. также Теплообмен), скорость к-рых определяется законами теплопередачи 4) диффузионные или массообменные, связанные с переносом в-ва в разл. агрегатных состояниях из одной фазы в другую,- абсорбция газов, увлажнение газов и паров, адсорбция, дистилляция, ректификация, сушка, кристаллизация (см. также Кристаллизационные методы разделения смесей), сублимация, экстрагирование, жидкостная экстракция, ионный обмен, обратный осмос (см. также Мембранные процессы разделения), электродиализ и др. 5) химические. Все эти процессы рассматриваются как единичные или основные. [c.238]

В предыдущей работе было показано, что посредством диффузионных мембран из полистирола удается резко повысить концентрацию водорода в продиффундировавшем газе (с 27 до 90%). Недостатки этого метода (с точки зрения его промышленного использования)—очень низкая производительность полистирольной мембраны и невозможность получения водорода 1С0%-ной чистоты в одноступенчатом процессе. [c.97]

Для измерения чисел переноса ионов через мембраны существуют два основных метода. Первый — метод непосредственного аналитического определения концентрационных изменений в растворе, вносимых мембраной, второй — методика диффузионного потенциала. [c.206]

Для выяснения механизма выделения водорода используется и ряд других методов. Так, например, определенные выводы о механизме выделения водорода можно сделать, изучая проникновение водорода в решетку металла. Такие опыты проводятся в ячейках, которые разделены на две части фольгой — мембраной из исследуемого металла. Одну сторону (поляризационную) мембраны подвергают катодной поляризации и следят за изменением потенциала противоположной стороны (диффузионной). При катодной поляризации одной стороны мембраны потенциал диффузионной стороны также смещается в отрицательную сторону, что свидетельствует об избыточной поверхностной концентрации водорода на поляризационной стороне, вызванной замедленностью стадий удаления водорода, и диффузии водорода через металл. [c.347]

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]

Диффузионные мембраны обычно применяют для разделения газовых и жидких смесей методом испарения через мембрану. [c.563]

Газопроницаемость полимерных материалов может быть определена масс-спектрометрическим методом анализа газа. Диффузионная ячейка состоит из двух камер, разделенных испытуемой пленкой, причем одна из камер соединяется с резервуаром, содержащим исследуемый газ, а вторая камера — с ионным источником масс-спектрометра. Перед началом эксперимента в ячейке создается высокий вакуум (остаточное давление порядка ЫО мм рт. ст.). Газ, диффундирующий через пленку, поступает в ионный источник масс-спектрометра. Скорость его поступления непрерывно регистрируется самописцем в виде зависимости силы ионного тока от времени. Стационарное состояние переноса газа через мембрану характеризуется постоянством величины ионного тока. [c.253]

Мембранная конвективная жидкостная хроматография - новый вариант жидкостной хроматографии, в котором устранены диффузионные массообменные факторы размывания зон, присущие зернистому слою сорбента. Поскольку в этом методе разрешение не зависит от расхода подвижной фазы, он рекомендуется для препаративного применения [41]. Метод создает новые возможности не только в аналитической химии, но и при разработке системы искусственного легкого. [c.99]

Диффузионные методы разделения углеводородов основаны на градиенте концентраций компонентов в их смеси, который может быть вызван разностью температур в замкнутом пространстве (термодиффузия). Другие разновидности диффузионных методов основаны на применении пористых мембран. [c.78]

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]

Мембранные методы разделения смесей основаны на свойствах пористых тел пропускать предпочтительнее одни вещества, чем другие. В соответствии с видом переноса вещества мембранные методы можно разделить на диффузионные, электрические и гиД родинамические. Иногда один вид переноса вещества накладывается на другой для ускорения переноса нли улучшения разделения. К диффузионным методам относят газовую диффузию и диализ. При наложении электрического поля протекает электродиализ. Гидродинамическими методами являются фильтрация, ультра-фильтрация и обратный осмос. [c.238]

Зиачеине диффузионных процессов. Д. играет важную роль в разл. областях науки и техники, в процессах, происходящих в живой и неживой природе. Д. оказьшает влияние на протекание или определяет механизм и кинетику хим. р-ций (см., напр., Диффузионных пламен метод, Макрокинетика), а также мн. физ.-хим. процессов и явлений мембранных, испарения, конденсации, кристаллизации, растворения, набухания, горения, каталитических, хроматографических, люминесцентных, электрич. и оптич. в полупроводниках, замедления нейтронов в ядерных реакторах и т.д. Большое значение имеет Д. при образовании на границах фаз двойного электрич. слоя, диффузиофорезе (см. Электроповерхностные явления) и элекрофорезе (см. Электрокинетические [c.104]

Термин фракционирование применяют очень часто, понимая под этим фракционированную перегонку или ректификацию. В действительности же перегонка является лишь одним из способов, при пойощи которого может быть достигнуто фракционирование смеси. В этом широком смысле фракционирование включает любой процесс систематического разделения смеси на относительно чистые фракции. Смешение близких по составу фракций и повторение основного процесса разделения обычно также включаются в понятие фракционирования. Наиболее широко известным примером фракционирования при помощи способа разделения, отличного от перегонки, является так называемая дробная кристаллизация. Она часто применяется, например, при выделении некоторых редкоземельных элементов [17]. Более современным примером фракционирования является разделение фторидов урана с помощью диффузионных мембран [18]. С этой целью была сконструирована весьма остроумная система для объединения определенных фракций и повторного их разделения с минимальной затратой ручного труда. Систематическое фракционированное осаждение высокополимерных соединений из растворов представляет общий интерес как метод, позволяющий находить функцию распределения молекул по размерам. Отмывка загрязнений от твердых тел является также часто применяемым способом разделения, а экстракция из одной жидкости в другую неоднократно обсуждалась в литературе и применяется как способ разделения и фракционирования . [c.12]

В последние годы внимание ученых и инженеров все более привлекают мембранные методы разделения смесей, например электродиалиа, диализ, обратный осмос, ультрафильтрация, испарение через мембрану, диффузионное разделение газов, которые обладают рядом существенных преимуществ перед такими известными методами разделения, как ректификапия, абсорбция, адсорбция, экстракция, Вне фение мембранных методов позволит снизить загрязнение окружающей среды отходами производства, а также получать из отходов ценные продукты. [c.4]

К основным мембранным методам разделения относятся обратный осмос, ультрафильтрация, испарение чзрез мембрану, диализ, электродиализ, диффузионное разделение газов. Обратный осмос. Метод обратного осмоса состоит в фильтровании растворов под давлением через полупроницаемые мембраны, пропускающие растворитель и полностью (или частично) задерживающие молекулы (или ионы) растворенных веществ, [c.428]

Диффузионные дозаторы с полимерными мембранами. В литературе достаточно полно отражены результаты исследований мембранных методов диффузионного разделения веществ на основе селективной проницаемости мембран к различным газам см., например, 100J. При этом определены наиболее важные области применения мембран 10, с. 125, 12б]. Диффузионное микродозирование через мембрану представляет собой [c.108]

Структура асимметричных и композиционных мембран может быть и сложнее. Так, асимметричная мембрана из ПВТМС имеет 3 четко выраженных слоя диффузионный (гомогенный) толщиной 0,1—0,2 мкм, мелкопористый толщиной 10—15 мнм с размером пор до 0,3 мкм и слой с крупными (до 4 мкм) транспортными порами [78, 79]. Композ иционные мембраны могут иметь несколько диффузионных (гомогенных) слоев из одного или разных полимеров, причем они могут быть нанесены на подложку разными методами [71—74, 80, 81]. [c.307]

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]

Существуют методы, основанные на разделении компонентов в одной фазе, например, электродиализ, электрофорез, диффузионные и термодиффузионные методы. Однако и здесь можно условно говорить о распределении компонентов между двумя фазами , поскольку компоненты под воздействием приложенной извне энергии разделяются на две части, которые могут быть изолированы друг от друга, например полугфонииаемой мембраной. [c.210]

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]

Материал состава Bii5 j Yo,5 ux03 rf со структурой флюорита и содержанием меди X = 0,005 - 0,015 использован для приготовления мембраны толщиной 1—3 мм. Синтез материала осуществлялся из соответствующих порошков нитратным методом. Проникновение кислорода через эти мембраны при 800 °С изучали с целью выяснения механизма транспорта. Наблюдалась обратно пропорциональная зависимость диффузионного потока от толщины мембран, что свидетельствует об объемной диффузии. Энергия активации диффузии кислорода через мембраны составила 136, 113 и 80 кДж/моль при содержании СиО 0,75 мол. % и толщине мембран 0,25 0,5 и 0,75 мол. % соответственно [456]. [c.315]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология