Непористые (диффузионные) мембраны

Непористые (диффузионные) мембраны [c.29]

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]

Для изготовления мембран применяют различные полимеры (ацетаты целлюлозы, полиамиды, полисульфон и др.), керамику, стекло, металлическую фольгу и др. В зависимости от механической прочности используемых материалов мембраны подразделяют на уплотняющиеся (полимерные) и с жесткой структурой, а также на пористые и непористые (диффузионные). [c.315]

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]

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]

Непористые полимерные мембраны являются квазигомогенными гелями, через которые растворитель и растворенные вещества проникают под действием градиента концентраций (молекулярная диффузия). Поэтому такие мембраны часто называют диффузионными. Скорость, с которой проходят через мембрану отдельные компоненты, зависит от энергии активации при взаимодействии переносимых частиц с материалом мембраны. Эта скорость зависит также от подвижности отдельных звеньев мембранной матрицы и от размеров диффундирующих частиц. Обычно скорость диффузии тем выше, чем слабее связаны между собой отдельные звенья полимерной цепи в гелевом слое, т. е. чем сильнее мембрана набухает. [c.29]

Из всех известных в настоящее время диффузионных методов разделения наименее изучен и представляет, на наш взгляд, наибольший интерес метод диффузии через непористые органические мембраны. [c.90]

Термодинамические и кинетические представления о процессе проницания газов через мембраны опираются прежде всего на понятия о формах энергетического взаимодействия проникающих газов с матрицей и о механизме массопереноса. Оба критерия позволяют провести довольно детальную классификацию газоразделительных мембран, однако целесообразно ограничиться главными признаками. Все мембраны в зависимости от возможности фазового массопереноса можно разделить на две группы —с пористой и сплошной матрицей. По энергетическому критерию можно выделить четыре типа мембранных систем пористые газодиффузионные и сорбционно-диффузионные, непористые сорбционно-диффузионные и реакционно-диффузионные. [c.13]

В непористых сорбционно-диффузионных мембранах сплошная матрица и газы образуют раствор. Структурная основа мембраны может быть кристаллической, аморфной или аморфно-кристаллической. Химический потенциал каждого компонента определяется, в первую очередь, взаимодействием с матрицей, а также другими компонентами разделяемой газовой смеси. Природа связи — физико-химическая (силовое поле молекул), механизм переноса — диффузионный, возможна диссоциа ция молекул, однако образование новых химических соединений [c.13]

Потенциал характеризует работу перемещения единицы массы компонента из объемной газовой фазы в поле действия сил материала мембраны градиент этой величины определяет движущую силу массопереноса. В пористых сорбционно-диффузионных мембранах заметное влияние оказывают адсорбционный и капиллярный потенциалы, в непористых — парциальный химический потенциал и химическое сродство. [c.14]

В процессе плазменного осаждения на поверхности подложки образуется полимерный слой, который заполняет поры. Это обусловливает изменение характера переноса воды через подложку от капиллярного потока в порах до диффузионного через непористую гомогенную мембрану. Возможны также случаи смешанного потока. Анализ свойств мембран, полученных путем плазменной полимеризации, показал [91], что при плазменном осаждении в течение 7 мин получаются мембраны диффузионного типа. Если же обработка проводилась в течение 4 или [c.79]

Полупроницаемые мембраны бывают пористыми и непористыми. Через непористые мембраны растворитель и растворенные вещества проникают под действием градиента концентрации в результате молекулярной диффузии. Поэтому эти мембраны называют диффузионными. Они представляют собой квазигомогенные гели. Скорость диффузии компонентов через эти мембраны зависит от энергии активации при взаимодействии частиц компонентов с материалом мембран. [c.563]

Приведем существующую классификацию полупроницаемых мембран, применяемых при осуществлении процессов обратного осмоса и ультрафильтрации (рис. 6.36). Указанные мембраны могут быть пористыми и непористыми, причем последние являются квази-гомогенными гелями, через которые растворитель и растворенные вещества проникают под действием градиента концентраций (молекулярная диффузия), поэтому такие мембраны получили название диффузионных. [c.225]

Диффузионное разделение газов. Диффузионное разделение газов через полупроницаемые мембраны основано на различии коэффициентов диффузии газов в непористых полимерных мембранах под действием градиента концентрации и подчиняется законам молекулярной диффузии. [c.430]

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

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]

Они изготавливаются из различных как пористых, так и непористых органических (полимерные пленки, трубки, волокна) и неорганических (металлические, керамические, стеклянные) материалов. Это связано с тем, что универсальных мембран не существует. Поэтому для разделения веществ в различных физических и химических средах в многочисленных отраслях народного хозяйства требуется применять мембраны самого разного химического состава и физических свойств. Мембраны могут быть классифицированы по различным признакам, взаимосвязанным между собой, а именно по природе (естественные, синтетические, органические, неорганические и т. д.), по структуре (пористые, макро- и микропористые, непористые, кристаллические, аморфные, полимерные и т. д.), по применению (газофазные системы, системы газ—жидкость, жидкость—жидкость, газ—твердое тело и т. п.), по механизму действия (адсорбционные, диффузионные, ионообменные и т. п.). [c.237]

В конце этой главы мы попытаемся охватить все мембранные процессы в рамках единой модели с тем, чтобы выявить общность разных процессов в терминах движущих сил, потоков и основных принципов. Исходной точкой для этого могут служить задаваемые в общем виде уравнение закона Фика [22] или Стефана — Максвелла [23]. Чтобы описать транспорт через пористую или непористую мембраны, следует учесть два члена, а именно вклады диффузионного потока (г>) и конвективного потока (гх) (рис. У-22). Поток компонента г через мембрану может быть представлен как произведение скорости и кон- [c.259]

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]

Непористые реакционно-диффузионные мембраны отличаются от прочих химической формой связи компонентов разделяемой смеси и исходного материала мембраны. Химические реакции приводят к образованию новых веществ, участвующих в транспорте целевого компонента. Массоперенос компонентов разделяемой газовой смеси определяется не только внешними параметрами и особенностями структуры матрицы, но и химическими реакциями, протекающими в мембране. В подобных системах за счет энергетического сопряжения процессов диффузии и химического превращения возможно ускорение или замедление мембранного переноса, в определенных условиях возникает активный транспорт, т. е. результирующий перенос компонента в направлении, противоположном движению под действием градиента химического потенциала этого компонента. В сильнонеравновесных мембранных системах могут формироваться структуры, в которых возникают принципиально иные механизмы переноса, например триггерный и осциллирующий режимы функционирования мембранной системы. Обменные процессы такого рода обнаружены в природных мембранах, но есть основания полагать, что синтетические реакционно-диффузионные мембраны в будущем станут основным типом разделительных систем, в частности, при извлечении токсичных примесей из промышленных газовых выбросов. [c.14]

Полупроницаемые мембраны могут быть пористыми и непористыми. Непористые полимерные мембраны являются квазигомо-генными гелями, через которые растворитель и растворенные вещества проникают под действием градиента концентраций (молекулярная диффузия). Поэтому такие мембраны часто называют диффузионными. Скорость, с которой проходят через мембрану отдельные компоненты. [c.45]

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]

Вторая модель представляет мембрану как непористый диффузионный барьер. Все молекулярные вещества растворяются в мембране в соответствии с фазовым равновесием и диффундируют через мембрану по тому же механизму, который управляет диффузией через твердые вещества или жидкости. Эта модель пригодна для описания обратноосмотического процесцд, в котором применяются по существу непористые мембраны с высокой селектив- [c.133]

Следует подчеркнуть, что этот процесс необходимо рассматривать как новый. Вместо ког[центрирования одного из компонентов смеси путем диффузии через непористые мембраны с получением целевого продукта нужной концентрации может оказаться более экономичным сочетать этот процесс с другими традиционными методами разделения, например с перегонкой, и ограничить использование диффузии через мембраны только разделением азеотропных систем, а дальнейшее разделение потоков, выходящих из диффузионной ячейки, осуществлять перегонкой, получая, с одной стороны, индивидуальный продукт и, с другой, азеотропную смесь, которую снова возвращают на дис )фузион-ное разделение. [c.100]

Все мембраны подразделяются на две группы - с пористой и сплошной матрицей. Мембранные системы с пористыми мембранами могут быть [1] газодиффузионными и сорбционно-диффузионными, с непористыми мембранами — сорбционно-диффузионными и реакционно-диффузионными. Системы первого типа характеризуются тем, что взаимодействие молекул газа с мембраной заключается только в соударениях молекул с поверхностью пор. Заметной адсорбции газов на иоверхности пор, а тем более капиллярной конденсации не наблюдается. Влияние свойств матрицы мембраны на перенос газов через нее определяется только структурой пор мембраны. Системы вт0р010 типа характеризуются существенным влиянием поверхностных явлений, в первую очередь адсорбции, на перенос газов через мембрану. Проникновение газов через непористые сорбционнодиффузионные полимерные мембраны представляет собой сложный процесс, который можно разбить на несколько стадий [2] [c.418]

Первую и вторую стадии, а также четвертую и пятую, не всегда можно отчетливо различить. В непористых реакционно-диффузионных мембранах протекают химические реакции между компонентами разделяемой газовой смеси и материалом мембраны. В результате происходит образование новых веществ, ут1аствутощих в переносе целевого компонента. [c.418]