Мембраны ситовые

Искусственные мембраны бывают двух типов. Мембраны ситового действия приготовляются из таких веществ как пергаментная бумага, коллодий, целлофан. Такие мембраны представляют по существу гели, в которых вода является сплошной фазой. Другой тип представляют гомогенные мембраны, в которых две водные фазы разделены третьей, неводной фазой. Примером таких мембран служит слои масла между двумя водными растворами. Хотя мы провели условное различие между этими двумя типами искусственных мембран, но необходимо добавить, что в пределе, когда размеры пор ситовых мембран делаются все меньшими, различие исчезает, и ситовая мембрана становится гомогенной мембраной. [c.357]

По уравнению (7.6.4) можно рассчитать молекулярный вес вещества, сравнивая скорости диализа данного вещества и вещества с известным молекулярным весом. В этом методе в отличие от методов криоскопии или методов, связанных с использованием осмоса, определяют истинный вес частицы растворенного вещества, а не число частиц вещества, на которых приходится определенный вес. Применяя метод диализа, можно контролировать процессы комплексообразования, сольватации и—в определенные промежутки времени — процессы сольволиза и явления старения, что находит отражение в изменении веса частиц. При этом можно сравнивать лишь вещества с частицами одинаковой формы. Уравнение (7.6.4) строго выполнимо только для сферически симметричных частиц (например, ионов). Процесс диффузии линейных или плоских молекул органических соединений затруднен, вследствие чего, а также вследствие ситового эффекта мембраны значения констант диализа для этих соединений отличаются от рассчитанных по уравнению (7.6.4). [c.386]

Важное биологическое и техническое значение имеют эластичные гели в форме мембран. Мембраны разделяются на гомогенные (с избирательной растворимостью) и пористые (с ситовым механизмом действия). Изменение размеров пор изменяет электрохимическую активность мембран избирательные мембраны значительно повышают эффективность электродиализа узкопористые мембраны с высокой ионной избирательностью применяются в качестве мембранных электродов и др. [c.220]

Несмотря на кажущуюся простоту процесса обратного осмоса и ультрафильтрации до настоящего времени нет единого взгляда на механизм перехода воды через мембраны. Существует несколько гипотез, объясняющих процесс отделения воды от солей при фильтровании воды через мембрану гиперфильтрационная (ситовая), сорбционная, диффузионная, электростатическая и др. Среди них наибольшее применение имеют две первые гипотезы. [c.124]

В ионообменных мембранах, так же как и в неионных, специфические взаимодействия (например, диполь-диполь-взаимо-действие между полярными группами растворенного вещества и мембраны) вызывают увеличение сорбции растворенного вещества. Неполярная часть органических растворенных веществ придает поверхностную активность растворенному веществу вследствие противоположной тенденции полярной части оставаться в растворе. В результате этого сорбция обычно увеличивается с ростом отношения гидрофобной части растворенного вещества к гидрофильной, за исключением тех случаев, когда преобладают эффекты просеивания. Поскольку средняя ширина ситовых отверстий полностью набухших ионообменных мембран находится в пределах от 6 до 30 А [24], распространенные сульфированные полистиролы с поперечными сшивками (8—12%) из дивинилбензола (ДВБ) сорбируют простые фе-нильные и нафтильные производные и глюкозу без большого пространственного затруднения. Более крупные молекулы помещаются только в полимерах с меньшей степенью сшивки. [c.160]

Гомогенные искусственные мембраны. Мы привели различие между ситовыми и гомогенными мембранами. Гомогенная мембрана состоит из одной неводной фазы, разделяющей две водные фазы. Естественно, что если уменьшать размеры пор ситовых мембран, то такая мембрана по своим свойствам будет все более приближаться к гомогенной мембране. О веществе, которое проникает через такую мембрану, можно говорить как о растворимом в мембране растворенное вещество проходит между молекулами ситовой мембраны так же, как оно проходит между молекулами гомогенной мембраны. [c.369]

Нельзя для дисперсного анализа коллоидных систем использовать н простой принцип ситового анализа путем фильтрации коллоидного раствора через набор ультрафильтров с последовательно уменьшающимися размерами пор. Ультрафильтрацию можно использовать, как упоминалось ранее, только для ориентировочного определения размеров частиц. Причина —трудность изготовления ультрафильтров (мембран) с заданным размером отверстий. К тому же мембраны всегда имеют поры различного радиуса, так что можно говорить только о средней величине отверстий. [c.236]

Амперометрические сенсоры часто защищают специальной мембраной, избирательно проницаемой для представляющих интерес частиц. Мембрана служит для изоляции электрода от биологической жидкости и удержания в тонком слое реагентов, например ферментов, необходимых для системы детектирования. С помощью мембраны можно устранить влияние белков, адсорбирующихся на электроде, на аналитические характеристики последнего. Кроме того, мембрана имеет еще две важные, хотя и не всегда должным образом оцениваемые функции. Во-первых, распределение частиц на границе раздела мембрана/раствор может приводить либо к ослаблению, либо к усилению сигнала. Это явление наблюдается помимо зарядовых или молекулярно-ситовых эффектов. Во-вторых, наличие мембраны относительно большой толщины (50-1000 мкм) создает дополнительный диффузионный барьер. В случае слишком толстой мембраны время отклика сенсора может заметно возрасти (до 5-10 мин). Однако такая мембрана имеет и преимущества, поскольку сигнал сенсора не зависит от движения (перемешивания) анализируемого раствора (внешнедиффузионный член уравнения (11.1) становится много больше внутридиффузионного). [c.140]

Один из наиболее интересных подходов к проблеме получения мембран с действительно ситовыми свойствами является создание пучка стеклянных капилляров. Идея состоит в том, что большое число стеклянных капилляров аккуратно располагают в виде тонкого слоя, в котором образуются параллельные друг другу поры перпендикулярно плоскости листа. Изготавливать этим способом мембраны с размером пор того же порядка, что у обычных мембранных фильтров, трудно, а стоимость их значительно выше, но для некоторых специальных целей они [c.64]

Необходимо подчеркнуть одно важное обстоятельство, касающееся размеров пор мембран, которое нуждается в том, чтобы на него обратить внимание. При оценке мембран нередко принимают необоснованное допущение, что задержка частиц на мембранах происходит главным образом по ситовому механизму. Как мы уже упоминали в гл. 2 и будем говорить об этом в гл. 7 и 12, имеются основания полагать, что мембранная фильтрация осуществляется за счет адсорбции, а не ситового механизма. В литературе существует некоторое разногласие по поводу того, насколько важной для задержки частиц является адсорбция (см., например, работы [144, 177, 197]). Это представляет для нас определенный интерес в том смысле, что если адсорбция ответственна за задержку частиц, то полезность таких физических методов, как метод пузырька, оказывается несколько сомнительной. Однако с практической точки зрения ключевым моментом является не то, определяются ли размеры пор сита методом пузырька и, таким образом, минимальный размер задерживаемых частиц, а то, коррелированы ли между собой степень задержки частиц определенного размера и данные измерения точки пузырька. В работе [177] сравнением метода задержки бактерий с определением значения точки пузырька четко показано, что такая строгая корреляция существует. Большие значения давления в точке пузырька соответствуют задержке мелких частиц. Для тех, кто использует мембраны, такая связь точки пузырька с размерами частиц представляет определенный интерес. [c.116]

Мембраны ситового действия. Илфорд разработал метод приготовления градуированных коллодийных мемч бран. Такие мембраны имеют воспроизводимые характеристики и могут быть приготовлены с желаемой пористостью. Принцип их изготовления состоит в прибавлении подходящего растворителя к коллодию перед полу чением мембраны. Илфорд нашел, что прибавление хороших растворителей к нитроцеллюлозе (обычный коллодий представляет собой раствор нитроцеллюлозы ц смеси эфира и спирта) вообще вызывает уменьшение [c.357]

Пористые мембраны, к числу которых относятся различные коллоидное, керамические, пергаментные и разработанные в последнее время ионообменные мембраны, обладают в принципе ситовым механизмом дей- ствия. Однако задержка ими различных растворенных частиц объясняется не только величиной, но также ад-сорбируемостью или знаком заряда частиц. Пористые мембраны можно разделить на две основные группы — диали-зующие мембраны и молекулярноионные сита. [c.213]

При этом механизм выделения частиц из фильтруемой среды только в самом простейшем случае может рассматриваться как механическое удерживание за счет того, что размеры частиц превосходят размеры 1юр в мембране. Специальные исследования механизма выделения частиц полистирольных латексов из водных сред при фильтрации через положительно заряженные мембраны показали, что основной вклад в удерживание частиц дают электроосмо-тические взаимодействия. Поэтому мембраной удерживаются частицы значительно меньших размеров, чем размеры пор. В газовой фазе электроосмотические взаимодействия дают еще больший вклад по сравнению с ситовым эффектом. Поэтому в случае микро- и ультрафильтрации нельзя гарантировать четкие пределы исключения частиц по размерам, ориентируясь на диаметр пор. [c.220]

Молекулярно-ситовые угли, углеродные волокна и мембраны. Активированные угли, получаемые из природных веществ, обычно неоднородны как по химическому составу, так и по пористости. Угли, получаемые при термическом разложении некоторых полимеров, например поливинилиденхлорнда [3], обладают значительно [c.73]

Для стерилизации воздуха рекомендуют также мембраны с диаметром пор 0,45 мкм Пористость мембран достигает 80% Удаление микроорганизмов с помощью мембраны основано на ситовом эффекте В основном фильтрующие мембраны поставляет фирма "Миллипор" (США), в нашей стране (г Владимир) налажен выпуск мембраны "Владипор" Мембранам не требуются высокие перепады давления, но для их надежной работы необходимо точное выполнение условий стерилизации Стерилизовать мембраны можно только насыщенным водяным паром, от перегретого пара в мембранах появляются трещины, и они выходят из строя [c.323]

Теорелл принимает те же предположения, что и при использовании теории фиксированного заряда, а именно отсутствие ситовых эффектов, мгновенное установление постоянного доннановского равновесия на поверхностях и постоянная концентрация фиксированного иона по всей толщине мембраны. Наиболее важным ограничением этой теории является то, что не учитываются коэффициент активности и осмотический ток. Шлёгл [S17] при теоретической разработке аномального осмоса указывал на то, что в опреде- [c.67]

Эффект пористости гетерогенных мембран. Многие авторы ID25, G37, 43, Н61, S56, 57, 59, W16, 39] утверждали о возможном влиянии различной пористости мембраны на БИП и пришли к выводу, что, если поры мембраны маленького размера, может иметь значение ситовый эффект. Известно, что большие противоионы не будут поглощаться, если ионит сильно сшит [Н5]. [c.87]

Электрические свойства ситовых мембран. Начиная с первых работ Леба и других авторов, особенно Михаэлиса, большое внимание уделялось электрическим свойствам ситовых мембран. Михаэлис заметил, что хорошо высушенная коллодиевая мембрана (мембрана с очень низкой пористостью) обладает различной проницаемостью для катионов и анионов, причем катионы проникают быстрее, чем анионы. Поэтому, если растворы различных концентраций поместить по <сбе стороны мембраны, то наблюдается разность по- [c.362]

В настоящее время нет единой точки зрения на то, какими факторами определяется избирательная проницаемость определенных противоионов одного и того же знака заряда через материал мембраны. В то же время выводы большинства исследователей сводятся к тому, что определяющим является специфика химического и физического строения материала мембраны. Для исключения мешающих ионов полезным может быть совмещение двух явлений ситового эффекта и специфического хелатирования. Первое явление определяется размером гидратированных ионов, второе — способностью мешающих ионов образовывать прочные комплексы с материалом мембраны, в результате чего подвижность этих ионов внутри мембраны может быть сведена к минимуму. В последнем случае нужно тситывать так называемую комплексонную емкость ионообменной мембраны, которая будет ограничивать время работы электрода. [c.119]

В большинстве работ, посвященных изучению структуры мембран, основное внимание уделено исследованию их микропористости [1, 3-5]. Для выявления микроканалов, в которых содержится раствор электролита, мембраны электролитически заполняли металлическим серебром, после чего срез мембраны фотографировали на э11ектронном микроскопе [3]. Блок [1] для этой цели использовал метод поверхностных реплик. Гомогенность мембран как на макроскопическом, так и па микроскопическом уровне Блок исследовал с помощью ионных красителей, способных взаимодействовать с ионогенными группами ионита [2]. Однако он указывал на возможные ошибки в полученных картинах распределения противоионов и их источники, которыми могли быть сорбция красителя волокнами армирующего материала и вероятность ситового эффекта из-за большого размера ионов красителя. [c.249]

Все они обладают в принципе ситовым механизмом действия. Однако задержка ими различных растворенных частиц объясняется не только размерами пор, но и адсорбируемостью или знаком заряда частиц. Пористые мембраны можно разделить па две основные группы—д и а л и-3 у ю щ и е мембраны и молекулярн о-и онные сита. [c.267]

В соответствии с ситовой гипотезой в мембране имеются поры, диаметр которых достаточен, чтобы пропускать молекулы воды, но мал для прохождения ионов и молекул растворенных веществ. Такие представления широко распространены для объяснения задерживающего свойства ультрафильтрационных мембран при фильтровании коллоидных растворов. Однако применение этих представлений к обратному осмосу не было случайным, а основывалось на работе Траубе, который рассматривал осмотические полупроницаемые мембраны как атомные сита, пропускающие молекулы растворителя, но задерживающие более крупные частицы. Рассматриваемая концепция встречала возражение, что размеры частиц растворенных веществ (например, ионы натрия, хлор-ионы и т.д.) незначительно отличаются по размеру от молекул воды. Действительно, ионный радиус, нм, Na равен 0,098, К — 0,133, - 0,074 Са + - 0,104, СГ - 0,181, Р - 0,133 и т.д., в то время как радиус молекул Н2О 0,138 нм. В работах Ф.Н. Карелина ситовая гипотеза была дополнена учетом взаимодействий растворенное вещество - матрица мембраны, растворитель - матрица мембраны, растворенное вещество — растворитель . Это позволило обосновать преимущественный перенос через обратноосмотические мембраны воды при обессоливании растворов электролитов, а также объяснить явление прямого осмоса и отрицательное задерживание некоторых органических веществ. Фактически дальнейшее развитие ситовая гипотеза нашла в работах С.Ф. Тимашева, который показал, что в мембранах, имеющих поры, соизмеримые с размером гидратированных ионов, решающее значение для понимания механизма полупрониидемости на стадии проникновения иона в пору может иметь кинетический фактор [45]. [c.23]

Разделение растворов и суспензий методами ультра- и микрофильтрации основано на различии в эффективных гидродинамических размерах разделяемых молекул или частиц. Для описания этих процессов исходят из упрощенных механизмов разделения. В рамках одного из таких механизмов — ситового предполагается, что поры мембраны представляют собой цилиндрические капилляры радиусом г, а частиць имеют форму сферы радиусом г. При этом считается, что взаимодействие между частицами мало по сравнению с взаимодействием со стенками пор. В рамках указанной модели было получено следующее выражение для коэффициента просеивания [c.386]

Мембранные фильтры п дставляют собой пористые С1 ды, тонеме пленки из пластмасс (эфиры целлюлозы, лавсана, капрона) и рдержат сравнительно меньшее число пор. В зависимости от способа получения мембраны различаются по своей микроструктуре етеистью, сетчатые, ядернью). Основной способ удержания частиц — механический (ситовой). [c.145]

Хоу и др. [112] испытывали положительно заряженные фильтры Дзета-Плюс для улавливания разных частиц, включая не только вирусы, но также бактерии, эндотоксин и частицы латекса. Фильтруя (при рН>7, чтобы устранить положительный заряд на поверхности мембраны) латексные частицы различных размеров, эти авторы показали, что основной механизм извлечения частиц с диаметром меньше чем 1 мкм является электростатическим, а не ситовым, т. е. механическим (см. гл. 2). Поскольку положительно заряженные фильтры извлекают, кроме того, и макромолекулярныекомпоненты, такие, как [c.343]