Мембраны распределение размеров

Несмотря на то что мембраны, полученные спеканием, далеки от идеальных, с точки зрения статистического распределения размеров пор, их относительно высокие прочность, сопро- [c.297]

Фирма Миллипор также использует методы продавливания ртути [155], но не сообщает об этом в своих каталогах. Установлено, что размеры пор мембран фирмы Миллипор имеют очень небольшой разброс, и данные работы [155] (для мембраны с порами 0,45 мкм) с очевидностью подтверждают это. Однако Маршалл и Мельцер [146] приводят убедительные доводы, что на самом деле эти столь узкие распределения пор по размерам не существуют, по крайней мере для мембран, приобретаемых потребителями на рынке. Данные для распределения размеров пор, которые приводят Маршалл и Мельцер по мембранным фильтрам четырех различных фирм (одна из них почти определенно является фирмой Миллипор ), весьма близко напоминают кривые на рис. 4.5. Эти авторы задаются вопросом, необходимы ли столь узкие распределения пор по размерам, которые дает фирма Миллипор , в свете того что мембраны достаточно быстро забиваются при фильтрации суспензий, содержащих частицы с размерами, близкими к размерам пор мембраны. [c.84]

Поскольку с помощью радиоактивного излучения и последующей химической обработки можно получать мембраны с порами заданного диаметра, а распределение пор по диаметрам чрезвычайно узкое, ядерные мембраны очень перспективны для микроаналитических исследований в цитологии и элементном анализе, для фракционирования растворов высокомолекулярных соединений и их очистки. Ядерные мембраны с успехом применялись для изучения размеров и формы различных типов клеток крови (в частности, для выделения раковых клеток из крови), для изучения вязкости крови и слипания ее клеток в зависимости от различных условий, для получения очищенной от бактерий воды в полевых условиях и многих других целей [59, 65—67]. [c.57]

Металлические мембраны могут быть приготовлены выщелачиванием или возгонкой одного из компонентов сплава. При этом получаются высокопористые мембраны с очень узким распределением пор по размеру. Диаметр пор в таких мембранах находится в пределах 0,1 — [c.73]

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]

Вследствие большого поверхностного натяжения на границе раздела жидкость — газ (например, для системы вода — воздух величина а = 73-10-з Н/м) для открытия пор малого радиуса требуется высокое давление, что приводит к текучести полимерных мембран, вызывающей сжатие пор. Поэтому для оценки распределения пор по размерам в мембранах, содержащих очень мелкие поры, в качестве смачивающей жидкости применяют смеси с низким граничным поверхностным натяжением. Например, вместо системы вода — воздух в качестве проникающей среды используют воду, а смачивающей — изобутиловый спирт [для системы вода — изобутиловый спирт а= (1,6—1,8)-10 з Н/м], что при одном н том же давлении позволяет измерять поры радиусом в 40 раз меньще. В общем случае в качестве смачивающей среды желательно применять жидкость с меньшим углом смачивания мембраны, т. е. жидкость, которая легче смачивает мембрану. Для облегчения наблюдения за проникающими через мембрану каплями разница в показателях преломления используемых жидкостей должна быть значительной. [c.101]

Метод ртутной порометрии основан на том, что ртуть при атмосферном давлении не входит в поры образца, погруженного в нее. Если извне приложить добавочное давление, то ртуть войдет в поры, сжав имеющийся воздух до пренебрежимо малого объема, который, однако, трудно проконтролировать. Скорость возрастания объема вдавливаемой в образец ртути в зависимости от повышения давления является функцией распределения пор по размерам, что дает возможность получить как дифференциальную, так и интегральную кривые распределения. К достоинствам метода относится возможность одновременной оценки общего объема пор образца (т. е. величины ео). К недостаткам, помимо вышеуказанной неконтролируемости объема сжатого в образце воздуха, следует отнести возможность деформации самого материала мембраны (особенно в случае полимерной мембраны), фиксирование тупиковых пор, а также непригодность образца к дальнейшей работе вследствие амальгамирования пор. [c.102]

НОСТИ принят постоянным для данной мембраны. Для разных мембран фо и а не совпадают. Отсюда можно сделать вывод о том, что обе константы определяются структурой мембраны (пористостью и распределением пор по размерам), а константа фо определяется также индивидуальными свойствами растворенного вещества. [c.182]

Это было доказано различными способами. Во-первых, получением кривых распределения пор по размерам для двух образцов мембран, находящихся одна в левой части кривой и другая (более крупнопористая) в правой части кривой зависимости С —г. Результаты определений размеров пор для двух типов мембран приведены на рис. 34. Из него видно, что в то время как для более тонкопористой коллодиевой мембраны была получена кривая с одним максимумом, для крупнопористой коллодиевой мембраны на кривой распределения пор по размерам [c.61]

Рис. 34. Кривая распределения пор по размерам для коллодиевой мембраны.

Из косвенных методов наиболее распространены методы вдавливания ртути, полупроницаемой мембраны, центрифугирования, смеси-мого вытеснения, капиллярной конденсации, продавливания жидкости и др. Одним из наиболее точных косвенных методов является ртутная по-рометрия [30, 63, 84]. Для однородных структур твердых тел сходимость отдельных точек кривой распределениях объемов пор по их размерам составляет 2% [2]. Метод ртутной порометрии основан на свойстве ртути не смачивать поверхность твердых тел, определяя объем вошедшей в поры образца ртути в зависимости от приложенного давления. Методом ртутной порометрии можно определить размеры пор от 0,01 до 100 мкм. Метод нашел широкое применение для исследования пористой структуры адсорбентов. К достоинству метода можно отнести и быстроту проведения исследований (опыт занимает 30-40 мин). [c.68]

В лабораторной практике наиболее широкое распространение нашел метод полупроницаемой мембраны [15, 19, 76, 83], в котором распределение пор по размерам находят из соотношения капиллярное давление-насыщенность образца жидкостью. Метод отличается длительностью проведения опыта (порядка 20-25 сут) и ограничением измеряемых размеров пор исследуемого образца размерами пор полупроницаемой мембраны. При проведении исследований распределения пор по размерам методом полупроницаемой мембраны отмечается остающаяся на стенках поровых каналов пленка смачивающей жидкости [16, 30, 83], поэтому этот метод может быть использован для оценки влияния молекулярно-поверхностного взаимодействия насыщающей жидкости с материалом скелета пористой среды. [c.69]

Аппаратура для определения порометрической характеристики горных пород методом полупроницаемой мембраны. Для изучения распределения пор по размерам была использована экспериментальная установка (рис. 27), помещенная в воздушный термостат, в котором автоматически поддерживалась заданная температура (точность поддержания температуры в шкафу 1,0 °С). Исследуемый образец 6, насыщенный жид- [c.70]

Металлические мембраны. Эти мембраны изготовляют выщелачиванием или возгонкой одного из компонентов сплава. Они отличаются высокой пористостью и очень узким распределением пор по размерам. Диаметр пор в таких мембранах 0,1-6 мкм, но в случае необходимости его можно уменьшить, используя при получении мембран тонкую металлическую фольгу. Металлические мембраны можно изготовлять также спеканием металлического порошка при высокой температуре. Диаметр пор у мембран, полученных таким способом, находится в пределах от нескольких микрометров до десятых и даже сотых долей микрометра. [c.319]

В клетках эукариотов ядра имеют различную форму и размеры. Их окружает оболочка, внешняя элементарная мембрана, которая связана с эндоплазматической сетью, цитоплазматической мембраной или мезосомами. В ядерной оболочке обнаружены сравнительно большие поры. Бактерии принадлежат к группе прокариотных микроорганизмов, у которых ядро не выражено, но имеется его аналог — нуклеоид или даже диффузное распределение ядерного вещества в протоплазме. [c.20]

Применение такого аппарата позволяет ускорить процесс окисления в 10—14 раз при одновременном росте выхода по току и увеличении степени окисления на 20—25%. Недостатками аппарата являются возможность диспергирования кристаллов, опускающихся на мембраны излучателей, и неравномерность акустического поля. Поэтому рационально магнитострикционные преобразователи располагать на боковых поверхностях. В этом случае- достигается более равномерное акустическое поле, а дно аппарата можно использовать в качестве сборника шлама. Вместо излучателей ПМС-6 лучше использовать излучатели ПМС-38 с мембраной размером 226 X 538 мм, имеющие равномерно распределенное акустическое поле. [c.240]

У этих электродов жидкая мембрана представляет собой раствор (обычно это неполярный растворитель, не смешивающийся с водой) органического реагента, который принимает участие в ионном обмене с водной фазой или образует комплексы с ионами, присутствующими в водной среде. Этим раствором пропитывается слой подходящего пористого материала, например целлюлозы, ацетилцеллюлозы, поливинилхлорида и т. д. (толщина слоя составляет 100—200 мкм, а размеры пор 10—100 нм), который должен быть проницаемым для всех ионов [216, 218]. Селективность мембранного электрода зависит в первую очередь от свойств органического реагента [216], который образует ионные ассоциаты или иные комплексные соединения с ионами, проходящими в мембрану из водного раствора. Несколько меньший эффект наблюдается в случае растворителя, для которого в контакте с водной фазой устанавливается равновесное распределение по типу жидкость — жид- [c.388]

Электроосмос — процесс, в основе которого лежат электрокинетические явления, обусловленные наличием на границе фазового раздела двойного электрического слоя, толщина которого соизмерима с размерами молекул. Двойной электрический слой можно рассматривать как плоскопараллельный конденсатор, распределение зарядов в котором не зависит от налагаемого электрического поля. Твердая фаза (мембрана) представляет собой диэлектрик, а разделяемая жидкая смесь — проводник. Объем жидкости V, протекающий через мембрану при электроосмосе, может быть определен из следующего уравнения [c.36]

Метод ртутной порометрии позволяет получить данные об общей пористости материала, а также дифференциальную и интегральную кривые распределения пор по размерам. К недостаткам метода следует отнести возможность деформации материала мембраны от применяемого высокого давления, а также фиксирование всех (в том числе и тупиковых) пор. Метод может быть использован только для исследования сухих мембран. Нижний предел разрешающей способности метода составляет 7,5—10,0 нм. [c.67]

Поры (поверхностные отверстия) и ячейки (подповерхностные пустоты) представляют собой неправильные щели между соседними огороженными пространствами. Частицы определенного размера проходят через отверстия нерегулярной формы с поверхности внутрь мембраны (рис. 2.12). Просеивающий эффект, оказываемый на частицу в растворе или суспензии, зависит от распределения размеров пор и ячеек, числа отверстий в стенках ячеек и числа наложенных ячеистых слоев. Поль и Кирнбауэр [83] определили, что логарифм коэффициента очистки (ЛКО) составляет [c.50]

Если I неизвестно, получается лишь относительное =число пор Изучение распределения размеров пор показывает, что мембраны имеют очень широкое распределение диаметров пор типичное распределение следует кривой вероятности, причем максимальное число пор лмеет размер, близкий к среднему диаметру пор. Метод Эрбе содержит все неточности я приближения метода СДП, а также и свои собственные. Например, замещаемая жидкость имеет определенную вязкость соответственно и время, необходимое для ее замещения в данном капилляре, может быть значительным даже после того, как достигнуто критическое давление. Поэтому при каждом увеличении давления следует выждать, чтобы установилось стационарное течение. [c.362]

На рис. 2.1 в качестве примера показаны интегральная /(г) и дифференциальная fv(f) кривые распределения пор по эффективным радиусам г для тела с непрерывным спектром пор от Гт1п до Гтах И резко выраженным максимумом при г = 25 А. Такова модельная структура, характерная для пористых стекол. Рис. 2.2 дает представление о функции [(г) в трековых мембранах [8]. Интегральная кривая позволяет судить об изменении относительного объема пор (на единицу объема или массы пористой матрицы) дифференциальная кривая дает представление о количественном распределении пор определенного размера. Следует отметить, что структурные и дифференциальные кривые характеризуют не реальные полости матрицы мембраны, а их модельное представление в виде сфер, цилиндров и других геометрических форм. Методы получения функций распределения пор основаны на обработке изотерм сорбции в области капиллярной конденсации газа или на данных ртутной порометрни [1, 2]. [c.40]

В газодиффузионных мембранах влияние матрицы на перенос массы определяется только характеристиками поровой структуры и, прежде всего функцией распределения пор. Свойства исходного материала не сказываются на кинетике процесса, хотя могут ограничивать область использования, рели спектр размеров пор достаточно широк, то в мембарне при заданных параметрах газовой смеси может одновременно реализоваться несколько режимов течения для каждого компонента. Если же учесть, что фильтрационный перенос и концентрационная диффузия не способствуют разделению смеси, то очевидно, что более целесообразны мембраны с монокапиллярной структурой типа пористого стекла Викор , в которых можно создать свободномолекулярный режим течения. Обсудим закономерности массопереноса при этом режиме. [c.54]

Из этих таблиц видно, что динамические мембраны, полученные в результате самозадержания, могут обладать вполне удовлетворительными характеристиками. Причем не вызывает сомнения, что эти характеристики могут быть существенно лучше, если в качестве пористой основы использовать специально приготовленные подложки с более равномерным распределением пор по размеру. Весьма примечательно, что самозадерживающие динамические мембраны, хотя и с невысокой селективностью, образовались при работе на концентрированной серной кислоте, содержащей примеси арилсульфокислот. [c.86]

Все мембраны в той или иной степени гетеропорозпы, поэтому в любом случае необходимо знать характер и щирину распределения пор по размерам. Их определяют следующими методами. [c.95]

Другой разновидностью мембранных аппаратов является центробежная установка, состоящая из вертикальной центрифуги, обечайка ротора которой выполнена в виде полупроницаемой мембраны, зажатой между двумя слоями пористого материала. Последние служат для равномерного распределения потока по площади мембран и для придания обечайке необходимой прочности. Раствор подается внутрь ротора через питающую трубу или через полый вал. Скорость вращения ротора II его размеры подбираются так, чтобы на мембрану действовало необходимое давление. Фильтрат отводится со всей поверхности мембраны в неподвижный кожух аппарата, а концентрированный раствор — переливом через борт ротора. Диаметр переливного борта больше диаметра птающей трубы, поэтому раствор движется вдоль ротора самотеком. Отмечаются высокие экономические показатели работы установок с центробежными аппаратами. К недостаткам таких установок относятся более сложные устройство и монтаж разделительной ячейки. Но установка в целом значительно упрощается, так как в системе отсутствуют насосы высокого давления. Центробежные аппараты более перспективны для проведения ультрафильтрационных процессов, так как в этом случае вследствие меньших, чем при обратном осмосе, необходимых рабочих давлениях скорость вращения ротора аппарата сравнительно невелика. [c.166]

Гомогенные мембранные электроды. Гомогенные кристаллические мембраны обладают высокой селективностью, что дост гается ограничением перемещения всех ионов в кристалле, кроме основного. Вакансии в кристаллах соответствуют лишь определенным размерам, форме и распределению заряда ионов, поэтому их заполнение возможно лишь определенными видами ионов. Как правило, инородные ионы не могут войти в кристалл. Теория функционирования кристаллических мембран относительно проста. Такие электроды обладают теоретической ионной функцией. Влияние посторонних ионов может быть связано с изоморфным замещением и с некоторыми химическими реакциями, происходящими на поверхности электрода. [c.53]

Вначале мы обратим свое внимание на правую ветвь кривой рис. 33, т. е. на кривую падения величины -потенциала в области относительно больших размеров пор коллодиевых мембран. Причиной такого уменьшения величины V// и -потенциала можно предполагать гетеропористость мембран. Если бы коллодиевые мембраны или любые другие были гомеопористыми, т. е. содержали поры только одного размера, то, двигаясь в сторону увеличения сечения пор, мы должны были дойти до такой области, для которой при данном градиенте потенциала нельзя достичь стационарного лотока жидкости по всему сечению капилляров, и величина Vjl, а с ней и вычисленный -потенциал обращаются в нуль. Однако всякая реальная мембрана —это мембрана гетеропористая, т. е. содержащая поры различного размера и характеризующаяся кривой распределения пор по размерам. Увеличение среднего радиуса пор мембраны такого типа должно привести к положению, когда в наиболее крупных капиллярах при данном градиенте потенциала движущая электрическая сила окажется недостаточной для достижения стационарного потока, и электроосмотический перенос в таких крупных порах будет отсутствовать. В то же время движение ионов по сечению капилляров под влиянием приложенной разности потенциалов будет происходить, и, следовательно, сила тока в цепи не будет уменьшаться, а уменьшится объем перенесенной жидкости, что должно привести к общему уменьшению величины Vjl, а с ним и вычисляемого значения -потенциала. Такое уменьшение Vjl должно происходить, очевидно, пропорционально отношению площади крупных капилляров, где отсутствует электроосмотическое течение лсидкости, к общей площади сечения капилляров мембраны. [c.61]

В общем случае для мембран, проницаемых для одних сортов ионов и не проницаемых для других, при расчете М. п. требуется введение определенных приближений в зависимости от толщины мембраны, ее состава и строения, а также от механизма переноса. В случае мембран макроскопич. размера полный М.п. слагается из трех компонентов двух граничных потенциалов, локализованных в двойных электрич. слоях на границе мембрана-р-р электролитов, и внутримембранного, локализованного в электронейт-ральном объеме мембраны. Кроме того, при пропускании электрич. тока через мембрану внутри нее возникает падение напряжения. Обычно считается, что переход ионов через межфазнзто границу происходит быстро, так что их распределение равновесно затруднен только перенос ионов через объем мембраны. Для системы, в к-рой в фазе а имеется бинарный электролит В А , присутствующий и в мембране, а мембрана содержит ион К с зарядовым числом г , не проникающий через межфазные границы, граничный потенциал определяется ф-лой Доннана н наз. доннановским [c.28]

Гиалуроновая кислота наряду со структурной функцией участвует в регуляции распределения жизненно важных веществ тканей. Она содержится в хрящах, сухожилиях, суставной жидкости, стекловидном теле глаза, пуповине и является не только смазкой и амортизатором в суставах конечностей, но, будучи прогеогликаном, благодаря большому размеру молекул и наличию в них заряда, может функционировать в качестве полупроницаемой мембраны для удаления чужеродных [c.105]

С начала века уже известно, что между внешней и внутренней поверхностью мембраны клетки устанавливается разность электрических потенциалов ( рис. 5.1). Бернштейн впервые назвал его мембранным потенциалом, возникающим в связи с неравномерным распределением ионов на внешней и внутренней стороне клетки. Более подробному описанию этого явления способствовали две методологические находки в 1936 г. Янг открыл гигантский аксон кальмара, который стал своеобразным даром для работающих в области электрофизиологии, а в 1946 г. Грехам и Геранд усовершенствовали микроэлектрод — стеклянную трубочку (диаметр <1 мкм), заполненную концентрированным раствором электролита и вводимую в клетку без ее повреждения (рис. 5.1, а). Преимущество гигантского аксона кальмара связано с его размерами. Диаметр аксона равен [c.110]

В заключение необходимо отметить, что при анализе аэрозольных частиц в воздухе мембранные фильтры обладают рядом объективных преимуществ по сравнению с фильтрами из волокнистых материалов. Задержанные частицы остаются на поверхности мембраны, где их можно легко анализировать микроскопически или с помощью химических методов. До того как были разработаны мембранные фильтры, микроскопический анализ частиц по размерам был более трудоемким. Особенно хорошо для анализа частиц в воздухе подходят мембраны Нуклеопор . Они ведут себя как истинные сита и могут быть классифицированы по калибрам в виде отдельных комплектов, каждый из которьгх предназначен для задержки частиц конкретного размера. Благодаря своей малой массе, а также тому, что они практически не набухают в воде, мембраны Нуклеопор могут с успехом применяться в гравиметрическом анализе, что позволяет определять распределение частиц в атмосфере по массе. [c.228]

В этой модели предполагалось, что все потоки проходят через поры, которые составляют определенную долю поверхности мембран и имеют характерное распределение по размерам. Скорость потока и селективная проницаемость мембраны определяются ее пористостью, распределением по размеру пор и специфическими взаимодействиями внутри пор, заполненных жидкостью. Эта модель отличается очевидной умозрительной привлекательностью, и она широко используется для описания процессов ультраЛильтрации и переноса через биологические мембраны. [c.133]

Кроме ионообменных мембран к основным элементам электродиализных аппаратов относятся прокладки. В конструкциях электродиализных аппаратов фирмы Айоникс применены прокладки лабиринтного типа. По технологии, принятой в фирме, вначале методом формования получают заготовки из полиэтилена высокого давления толщиной 0,5 мм (при изготовлении толщина контролируется компьютером) и размерами в зависимости от типа прокладки. Заготовки, имеющие лабиринтные каналы, собираются в пакеты по 10—15 шт. и в них производится вырубка отверстий для подачи дилюата и рассола и распределения их по лабиринту. Затем полиэтиленовые заготовки склеиваются вместе и таким образом получается основной элемент конструкции — прокладка толщиной 1 мм. Ширина канала для подачи растворов в лабиринт составляет 6 мм. Отсутствие перетоков между дилюатными и рассольными трактами в месте контакта мембраны и канала обеспечивается достаточно большой толщиной мембраны (0,5 мм), а также несколько повышенным давлением в дилюатных камерах по сравнению с рассольными (перепад давления 3,45—6,89 кПа). [c.128]

В общем случае мембранный узел состоит из самой предохранительной мембраны и прижимных колец, скрепляемых между собой винтами. Различают разрывные и выщелкивающиеся мембраны. Первые представляют собой куполообразные оболочки, установленные в сторону давления вогнутой поверхностью, вторые — выпуклой (рис. 25 и рис. 26). Разрывная мембрана при превышении определенного давления должна разрушиться и освободить проходное сечение для выпуска среды. Выщелкивающая мембрана, жестко закрепленная по краю, под действием давления, распределенного по выпуклой стороне, теряет устойчивость и начинает выпучиваться в другую сторону. Процесс выпучивания быстро прогрессирует и приводит к полному нрощелкиванню оболочки. Прн критическом давлении мембрана выбивается из гнезда, при этом проходное отверстие освобождается полностью. При одних и тех же размерах, сделанные из одного и того же материала, выщелкивающие мембраны срабатывают при давлении в несколько раз меньшем, чем разрывные. [c.170]

Рассмотрим особенности процессов массопереноса в пористых и непористых мембранах. Существуют как неорганические пористые мембраны, так и полимерные пористые мембраны. Матрицы пористых мембран, применяемых ддя мембранного разделения газов, имеют средние радиусы пор в пределах от 1,5 нм до 200 нм. На ироцессы переноса кошюнептов газа в таких мембранах, оказывают влияние структурные характеристики пористой среды. К их числу относится пористость П, т. е. объемная доля пор, суммарная поверхность всех пор в единице объема пористого тела Sy, средний диаметр пор d. Больщое значение имеет также распределение пор по размерам и степень извилистости каналов. [c.418]

Здесь а — коэффициент поверхностного натяжения на границе раздела жидкость—пар. Таким образом, при смачивании (0 < 90°) жидкость самопроизвольно заполняет поры мембраны (под действием капиллярных сил). Если 0 > 90°, то Др > О и жидкость будет проникать в мембрану только при наличии разности давлений по разные стороны от мембраны, превыщающей величину Лр. Этот перепад давлений зависит от чрех факторов размера пор, поверхностного натяжения и величины контактного угла. Как иравило, смачивание наблюдается в том случае, когда полимер имеет высокие значения поверхностной энергии, поэтому во избежание проникновения жидкости через мембрану необходимо использовать микропористые мембраны из материалов с низкой поверхностной энергией. Распределение пор по размерам должно бьггь достаточно узким. Для практи- [c.436]