Пористость мембраны

ГЛАВА 2. МАССОПЕРЕНОС В ПОРИСТЫХ МЕМБР.АНАХ. .. 38 [c.3]

В главах 1, 2 и 3 рассмотрены основы массопереноса в мембранах, механизм переноса через непористые и пористые мембраны из полимерных и неорганических материалов, а также через мембраны кристаллической и жесткой аморфной структуры. Показано влияние сорбционных явлений на перенос через мембрану. Дан анализ проницаемости и селективности мембран. [c.7]

Sv—площадь поверхности пор в единице объема пористой мембраны [c.8]

Получение пористых полимерных мембран, пригодных для разделения газовых смесей, не отличается от обычных и хорошо известных в литературе способов создания ультра- и микро-фильтрационных мембран [3—5]. Мембрана образуется из раствора полимера в результате частичного испарения летучих растворителей и разделения системы на фазы при охлаждении. Возникает губчатая структура пор, размеры которых можно направленно менять в широких пределах (10- —10 м). Полимерные пористые мембраны изготовляют в форме пленок и волокон с изотропной и ассиметричной структурой пор [6, 7]. [c.39]

Пористые мембраны представляют гетерогенные системы с весьма развитой поверхностью раздела твердое тело (матрица)— газ. Известно, что состояние газа или жидкости вблизи поверхности раздела фаз отличается от свойств той же среды в большом объеме. Особенности поведения веществ в этой области принято называть поверхностными явлениями. Термодинамически поверхностные явления трактуются как проявление особого вида взаимодействия системы, которое характеризуется уменьшением свободной энергии Гиббса при переходе вещества из объемной в поверхностную фазу. Убыль свободной энергии Гиббса пропорциональна площади поверхности и количественно определяется работой, которую необходимо затратить на образование поверхности или перемещения массы из объема в поверхностный слой в изотермическом процессе. Следовательно, речь идет о существовании потенциала поверхностных сил. [c.42]

Подытоживая сказанное о поверхностных явлениях в пористых средах, можно утверждать, что в результате равновесного взаимодействия матрицы пористой мембраны и газовой смеси компоненты последней могут находиться в трех различных состояниях объемной газовой фазы, свойства которой определяются ее составом и внешними параметрами (температура, давление и внешнее силовое поле) адсорбированной фазы, состав которой определяется уравнением изотермы адсорбции при известном составе объемной газовой фазы (адсорбированную пленку можно рассматривать как жидкость в силовом поле, характеризуемом адсорбционным потенциалом) конденсированной объемной фазы, находящейся под действием силового поля, определяемого капиллярным потенциалом. [c.53]

Соотношения между количествами и составами этих фаз зависят от структуры и свойств матрицы пористой мембраны, состава газовой смеси и внешних параметров системы, прежде всего температуры и давления. [c.53]

Плотность потока вещества, отнесенного на единицу площади пористой мембраны, при свободномолекулярном течении также может быть описана уравнением Фика [c.55]

Используя выражения (2.42) и (2.51), найдем расчетное соотношение для проницаемости пористой мембраны при свободномолекулярном режиме течения в изотермических условиях [c.57]

Правая часть этого уравнения содержит константу Л , составленную из структурных характеристик пористой мембраны и комплекса величин, определяющих поверхностную миграцию частиц. [c.61]

В—структурная константа мембраны при расчете селективности D—коэффициент диффузии Dam—коэффициент диффузии растворителя в мембране d—диаметр поры мембраны dr.a—диаметр гидратированного иона а—эквивалентный диаметр канала /о— пористость мембраны G—проницаемость мембраны АЯ—теплота гидратации I— ионная сила раствора 1—коэффициент Вант-Гоффа К—степень очистки раствора /Ср—коэффициент разделения к, La, Lp—расход концентрата, исходной жидкости и растворителя соответственно [c.11]

В каналах пористой мембраны при 7Сп<1 возникают потоки компонента вследствие концентрационной диффузии, а также массовые потоки в результате фильтрационного переноса и скольжения. [c.63]

Основные виды переноса, учитываемые при расчете проницаемости пористых мембран (концентрационная и кнудсенов-ская диффузии в газовой фазе, поверхностное течение в адсорбированной пленке и фильтрационный перенос в газовой фазе) обычно считают в первом приближении независимыми и вычисляют по среднему значению градиента давления и при среднем значении давления и состава газовой смеси. Это вносит ошибку, однако интегрирование дифференциального уравнения конвективной диффузии в гетерофазной системе, при учете всех механизмов переноса практически невозможно. Таким образом, проницаемость пористой мембраны вычисляется по уравнению [c.64]

В мембранах с более крупными порами с ростом среднего давления селективность процесса значительно ниже предельной, причем наблюдается максимум селективности, смещающийся с ростом <гп) и Р в сторону больших значений Рд. Эти явления вполне объяснимы влиянием концентрационной диффузии, фильтрационного переноса, а также поверхностной диффузии [см. уравнения (2.69) —(2.71)]. Смещение максимума aij при фиксированном значении среднего давления в мембране определяется снижением давления в напорном канале и, следовательно, изменением механизма переноса в прилегающей области пористой мембраны. [c.66]

Расчетные соотношения для коэффициентов диффузии получены на основе представлений об аналогии этих -процессов в пористых и непористых двухфазных мембранах [6]. Дисперсная фаза в виде кристаллитов и других плотных структурных образований играет ту же роль, что непроницаемый скелет пористой мембраны — на межфазной поверхности возможна сорбция растворенного газа из дисперсионной среды форма и распределение плотных включений в матрице оказывают влияние на скорость переноса массы. [c.80]

При проведении электродиализа до недавнего времени применяли различные пористые мембраны. Отрицательно заряженных мембран известно много, например керамические, пергаментные, целлофановые, коллодиевые и др. Выбор положительно заряженных мембран был весьма- ограничен. [c.227]

Поскольку для проведения процессов обратного осмоса и ультрафильтрации применяются исключительно пористые мембраны, то в данной книге все аспекты теории и практики обратноосмотических и ультрафильтрационных процессов рассматриваются только относительно пористых мембран. [c.47]

Размер пор и общая пористость мембраны зависят от многих факторов, в том числе от состава раствора для полива, типа растворителя и порообразователя и др. [c.49]

Знание структуры полупроницаемых мембран имеет большое значение при решении задач разработки количественной теории мембранных процессов и их успешной реализации. Поскольку пористые мембраны наиболее перспективны для проведения процессов обратного осмоса и ультрафильтрации, то целесообразно подробнее рассмотреть основные методы определения пористости, размера и распределения пор для этого типа мембран. [c.91]

Зависимость расхода от давления для пористой мембраны. [c.97]

Графическая обработка кривой расход — давление для пористой мембраны. [c.97]

Если пористая мембрана заполнена 0,1 Л1 раствором K I, то поверхностной проводимостью можно пренебречь и сопротивление мембраны будет равно [c.105]

Общей пористостью мембраны W называется отношение объема пор Ур к общему объему У , т. е. объем пор [c.51]

Величину общей пористости мембраны, необходимую для вычисления среднего радиуса пор, находят по уравнению (3), определив предварительно объем, вес в воде водонасыщенной мембраны и ее сухой вес (стр. 54). Зная объем образца водонасыщенной мембраны й его площадь (стр. 59), вычисляют толщину мембраны по уравнению (12). [c.60]

Приступая к выводу основных уравнений электрофореза и электроосмоса, рассмотрим две модели. Одна из них — пористая мембрана, насквозь пронизанная цилиндрическими капиллярными порами, другая — дисперсная система, содержащая длинные цилиндрические частицы, оси которых совпадают с направлением силовых линий электрического поля (рис. 37). Двойной электрический слой будем рассматривать как плоский конденсатор. [c.94]

Диализ. Проникновение частиц растворенного вещества через мембрану называется диализом. Действие пористой мембраны не столько основано на разделении частиц по их размерам по принципу сита, сколько на различии в скоростях диффузии через мембрану. Диализ целесообразно применять для отделения коллоидных частиц от частиц истинных растворов. [c.334]

Применяя полупроницаемые мембраны для ультрафильтрации с определенной степенью пористости, можно в известной мере разделить коллоидные частицы и приближенно определить их размеры. Необходимая пористость мембраны обеспечивается подбором соответствующего растворителя коллодия и условий сушки полученной пленки. [c.144]

К кинетическим методам относится диализ, основанный на различиях в скорости диффузии через пористые мембраны. Ионы и моле- [c.246]

Имеются также составные (композитные) М. р., состоящие из основы (обычно пористой мембраны), на к-рую нанесен один или неск. селективных слоев (монолитных или [c.32]

Экспериментально установлено, что закономерности эффузионного разделения соблюдаются достаточно строго лишь при Я->0. Влияние давления на проницаемость паров через пористые мембраны показано на рис. 2.5, где использованы опытные данные по проницаемости бутана через пористое стекло Вп-кор при 0°С [3J. Комплекс Ai MiT)° представлен как функция относительного давления PjPv T), определяющего, согласно (2.27) и (2.28), адсорбционный потенциал. Интересно, что проницаемость заметно выше предсказанной теорией, даже Б области, где заведомо обеспечен режим свободномолекулярного течения. При дальнейшем росте давлени в порах мембраны проницаемость монотонно увеличивается, экспериментальная кривая имеет четко выраженный максимум и довольно крутую ниспадающую ветвь. [c.58]

В табл. 2.3 в качестве примера приведены значения коэффициента проницаемости и фактора разделения для пористой мембраны ( Кис1ероге ) с эффективным диаметром пор <( п>=0,03 мкм [20]. Селективностью процесса разделения в пористых мембранах можно управлять не только изменением поровой структуры и режимных параметров процесса Р и Т. В работе [21] исследована проницаемость селективность пористых стекол с модифицированной поверхностью пор. Изменение состояния поверхности проводили этерификацией силанольных групп спиртами (метанолом, этанолом и 1-пропанолом) [c.67]

Модификация поверхности приводила к различному изменению константы Генри и коэффициента поверхностной диффузии для полярных и неполярных газов, в результате существенно изменялась проницаемость и фактор разделения. На рис. 2.9 показан характер изменения коэффициента проницаемости диоксида углерода, пропана, дифторхлорметана СНС1Рг (Н-22)) и 1,2-дихлортетрафторэтана С2С1гр4 (К-114) при полной модифшсации поверхности пористого стекла спиртами (п = = 1—3). Исходное состояние поверхности пористой мембраны (п = 0) принято считать гидрофильным. Селективность процесса извлечения СО2 и СзНе из смеси с фреонами существенно улучшается в мембранах с модифицированной поверхностью. [c.67]

Следующая ступень увеличения эффективности разделения — совмещение двух модулей с разными мембранами в одном аппарате (рис. 8.34). Аппарат конструируется таким образом, чтобы трубные решетки различных мембран располагались в противоположных концах кожуха. Строго определенное число мембран одного типа (от 3 до 1000) помещают в перфорированные трубки, которые затем закрепляют в соответствующей трубной решетке. Мембраны в трубных решетках герметизируют с помощью клеевых композиций на основе аиликонового каучука (сплошные волокна) и эпоксидной смолы (пористые мембраны). [c.321]

При графической обработке экспериментально найденная для пористой мембраны плавная кривая зависимости расхода от давления (см. рис. П-20) заменяется ступенчатой (рис. 11-21) путем деления абсциссы на отрезки, например АВ. Это означает, что реально существующие в интервале АВ поры, радиус которых лежит в пределах от гз = =i(l2a// 3) os 0 до / 4= (2a// 4) os0, заменяют некоторым числом Л34 капилляров одного радиуса Г34 = (гз-Ьг4)/2. Число пц представляет собой число пор радиуса Г34, через которые в интервале АВ проникает столько жидкости, сколько через все реальные поры радиусом от [c.98]

Гиперфильтрация и у л ь т р а ф и л ь т р а ц и я — методы разделения растворов фильтрованием через пористые мембраны. При гиперфильтрации мембраны имеют поры размером около С,i нм и пропускают молекулы воды, но непроницаемы (или полупроницаемы) для гидратированных ионов солей или недиссоцинро-ваиных молекул. Ультрафильтрация — разделение растворов, содержащих высокомолекулярные соединения, мембранами, поры которых имеют диаметр около 5—200 нм. Для гиперфильтрации применяются ацетатцеллюлозные, полиамидные и другие полимерные мембраны. При фильтровании давление фильтрации должно превышать осмотическое при гиперфильтрации солевых растворов рабочее давление составляет 5—10 МПа при концентрации солей 20—30 г/дм1 [c.247]

Помимо сильно выраженной седиментации для суспензий характерны такие процессы, как флотация, фильтрация и кольматация. Явление флотации рассмотрено в 19.2. Фильтрация через пористые мембраны приводит к разделению суспензий на твердую и жидкую фазы. Кольматацией называют процесс, используемый для уменьшения водопроницаемости гидротехнических сооружений из грунтов— дамб, плотин и т. д. — путем вмыва в них высокодисперсных глин или ила, частицы которых проникают в поры грунта и закупоривают их. [c.452]

Для гемодиализа наибольшее распространение получили пористые мембраны из целлюлозы и ее производных. Кроме целлофана, пленки изготовляют из купрофана (гидратцеллюлозы, получаемой растворением природной целлюлозы в водном растворе аммиака с добавлением гидроксида меди). Как полые волокна, так [c.20]

Для того чтобьс предотвратить нонадание продуктов электролиза, образующихся на вспомогательном электроде, на рабочий электрод, применяются пористые мембраны или блоки из пористого стекла, которые вплавляются непосредственно в ячейку. Недостатком пористых стеклян1ных дисков является увеличение их электрического сопротивлепия после долгого употребления. [c.81]

Для измерений применяют установки различного тниа пример одной нз них приведен на рис. XII. 12. Пористая мембрана /, зажатая между фланцами 2 и 3, разделяет два симметричных сосуда 4 с отсчетными капиллярными трубками 5 и неполяризующимися электродами (Си/Си304 — агар) 6. Ячейку згполняют раствором электролита так, чтобы мениски жидкости находились в средней части градуированных трубок. Соединяя электроды с внешним источником тока, измеряют объем V жидкости, перемещающийся за время 1 в капиллярных трубках вследствие электроосмоса в мембране I. Для расчетов используют среднее значение скорости Зср = (1 + нивелируя таким образом изменения V, связанные с тепловым расширением. Измерения повторяют несколько раз, меняя направление тока. Значение / среднее за период измерения) определяют по милли- [c.195]

Для измерений применяют установки различного типа пример одной из них приведен на рис. ХП.12. Пористая мембрана 1, зажатая между фланцами 2 к 3, разделяет два симметричных сосуда 4 с отсчетными капиллярными трубками 5 и неполяризующимися электродами (Си/Си304 — агар) б. Ячейку заполняют раствором электролита так, чтобы мениски жидкости находились в средней части градуированных трубок. Соединяя электроды с внешним источником тока, измеряют объем V жидкости, перемещающейся за время ( в капиллярных трубках вследствие электроосмоса в мембране Для расчетов используют среднее значение скорости Сер == (V У )/2(, нивелируя таким образом изменения V, связанные с тепловым расшйрением. Измерения повторяют несколько раз, меняя направление тока. Значение / (среднее за период измерения) определяют по миллиамперметру, а значения т), е и к берут из таблиц . При выполнении измерений необходимо, чтобы уровни жидкости находились на одной высоте это исключает влияние гидростатического давления . [c.215]

Хотя изучение распространения возбуждений по нервным волокнам и нейронным сетям традиционно относится к электрофизиологии и биофизике, для понимания механизма этих процессов много дали исследования в таких электрохим. системах, как пассивирующиеся электроды и заряженные пористые мембраны. [c.293]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология