Проницаемость мембран диффузионных

Таким образом, расчет и анализ процесса разделения в ре-акционно-диффузионных мембранах можно выполнить по уравнениям разд. 7.2.2. с учетом селективности и проницаемости мембраны как сильной функции внешних параметров процесса л ш и Е. Это обстоятельство следует учесть при вычислении интегральных потерь эксергии в мембранном модуле по уравнениям (7.52) и (7.53). [c.249]

Диффузионный потенциал, т. е. разность потенциалов в точках по обе стороны жидкостного соединения двух электролитных растворов или проницаемой мембраны, возникает из-за различия подвижностей ионов. В отсутствие суммарного тока (/ = 0) справедливо [c.23]

Будем считать, что диффузионный слой имеет конечные размеры, а конвективный поток через этот слой направлен по нормали к его поверхности и приблизительно равен проницаемости мембраны по воде (м/с). Уравнения, которые используют для описания профиля изменения концентрации иона а диффузионном слое [9,10] [c.385]

В слзгчае правильности диффузионной модели кривая зависимости проницаемости мембраны при постоянном перепаде давления от величины, обратной толщине мембраны, исходя из закона Фика, должна выходить из начала координат, что не подтверждается опытными данными [121]. [c.84]

Коэффициент 22 отвечает интегральной диффузионной проницаемости мембраны и в соответствии с поведением J (см. рис. 2.6) растет с увеличением концентрации (см. рис. 2.8). Первоначальный резкий рост 22 [c.125]

Для описания диффузии электролита Глюкауф [54] выделяет две части ионита. Одна из частей занята непроницаемой для ионов полимерной матрицей с объемной долей Ее влияние на коэффициент диффузионной проницаемости мембраны Р оценивается в соответствии с формулами [c.178]

При измерении диффузионной проницаемости с помощью проточной или непроточной ячеек большое значение имеет устранение влияния диффузионных слоев раствора на границах с мембраной. Для этого раствор в обеих камерах должен интенсивно перемешиваться. Достаточная скорость перемешивания может быть определена как такая, при которой исчезает зависимость измеряемого коэффициента проницаемости от скорости перемешивания. При этом следует иметь в виду, что чем выше проницаемость мембраны, тем более интенсивным должно быть перемешивание. Это следует из анализа следующей формулы [1], связывающей эффективную диффузионную проницаемость мембраны РеГ с ее истинной проницаемостью Р [c.221]

Типичный вид зависимости интегрального коэффициента диффузионной проницаемости мембраны от концентрации электролита представлен на рис. 5.15. Понять вид этой зависимости можно, как и в случае с электропроводностью, исходя из микрогетерогенной модели. В случае диффузии основное сопротивление потоку оказывают не межгелевые промежутки, диффузионная проницаемость которых равна коэффициенту диффузии электролита в растворе, а гелевые участки, почти не содержащие электролита. С ростом концентрации содержание электролита в гелевых участках растет быстрее, чем по линейному закону (см. раздел 1.4), и при этом их диффузионное сопротивление уменьшается, в силу чего коэффициент диффузионной проницаемости растет. [c.222]

Рис 5.16. Зависимость дифференциального коэффициента диффузионной проницаемости мембраны (/ ) от отношения концентрации электролита к емкости гелевой фазы при разных а [51] [c.224]

Заметим также, что при установлении связи между коэффициентами самодиффузии противоионов и коионов соответственно с электропроводностью и диффузионной проницаемостью мембраны (формулы (5.46) и (5.49)) мы игнорировали различие в механизме транспорта ионов при самодиффузии меченых изотопов и при движении ионов во внешнем электрическом или концентрационном полях, поскольку главным в данном разделе было установить вид концентрационных зависимостей для коэффициентов. Связь между электрической подвижностью ионов и их коэффициентом самодиффузии обсуждается в разделах 2.9 и 3.6. [c.238]

Приближенное соотношение (6.59) будет выполняться тем лучше, чем меньше относительная диффузионная проницаемость мембраны, отвечающая правой границе мембраны р = р с ). [c.288]

Таким образом, проведенный анализ крайних случаев показывает, что при условии с = с эффективное число переноса противоионов тем больше, чем меньше относительная диффузионная проницаемость мембраны р. [c.288]

Р - коэффициент диффузионной проницаемости мембраны [c.349]

В мембранных системах с возрастающей энергией связи повышение селективности сопровождается снижением проницаемости и, следовательно, производительности мембранных модулей. В ряде случаев этого удается избежать путем формирования оптимальной структуры матрицы мембраны, направленного синтеза полимерных материалов для разделения газовых смесей определенного состава, причем особенно перспективны реакционно-диффузионные мембраны, в которых возможно максимальное приближение к природным мембранным системам за счет сопряжения процессов диффузии, сорбции и химических превращений. [c.15]

Скорость массопереноса, характеризуемая коэффициентами диффузии газов в конденсированных средах, невелика и обычно на несколько порядков меньше, чем в объемной газовой фазе или при свободномолекулярном течении. Поэтому для получения мембран удовлетворительной проницаемости стремятся уменьшить толщину плотного слоя, который принято называть селективным или диффузионным. Наиболее перспективны асимметричные и двухслойные мембраны, протяженность селективного слоя которых порядка м. Механическая прочность и другие технологические свойства мембраны обеспечены пористым слоем подложки толщиной 30—500 мкм, диффузионное сопротивление которого незначительно. [c.71]

Если мембрана селективна и обладает различной проницаемостью для компонентов смеси, а при диффузионном смешении [c.122]

Рассмотрим некоторые особенности развития диффузионного пограничного слоя. При отсосе через верхнюю пластину распределение плотности в сечении канала не может формировать неустойчивые структуры в гравитационном поле мембрана более проницаема для СО2. В этом случае развитие диффузионного пограничного слоя происходит устойчиво — высота слоя и градиенты концентрации на стенке растут по длине канала. С увеличением скорости движения пограничный слой сжимается, градиенты концентрации на стенке растут. Повышение давления в напорном канале интенсифицирует отсос, определяемый числом Пекле Реи = УяЯ/ ) при этом также растут градиенты концентрации (см. рис.-4715). [c.142]

Анализ соотношений для эксергетического к. п. д. и приведенных массообменных характеристик показывает, что эти величины оказываются функцией отношения (а не разности) давлений в напорном и дренажном каналах. Однако масштабный поток, согласно (7.59), непосредственно зависит именно от разности давлений (Р —Р"), коэффициента проницаемости и толщины диффузионного слоя мембраны. Следовательно, производительность мембранного модуля также окажется функцией этих характеристик мембраны и технологического режима. Повышение разности давлений при сохранении оптимального их отношения (е е ) позволит интенсифицировать мембранное разделение при сохранении максимума энергетической эффективности. Разумеется, этот путь интенсификации ограничен возрастающим негативным влиянием внешнедиффузионного сопротивления массообмену (см. гл. 4). Далее будет дана оценка потерь эксергии в результате этого влияния. [c.248]

Матрица мембраны, изготовленная из сплава, обычно представляет гетерофазнуго систему с довольно сложной субструктурой, зависящей также и от технологии получения. Сорбционные и диффузионные характеристики каждой из фаз различны, средние значения растворимости и коэффициента диффузии, определяющие проницаемость мембраны, зависят от формы и размеров кристаллических образований, их взаимного расположения, концентрации растворенного вещества и других характеристик морфологии гетерофазных твердых растворов. [c.118]

Если проницаемость мембраны для обоих ионов определяется лишь их подвижностью, то при разности концентраций по обе ее стороны возникает диффузионный потенциал, определяемый большей подвижностью ионов С1" по сравнению с Ка" ". Поэтому более разведенный раствор станет электроотрицательным по отношению к более концентрированному. Разность потенциалов, равна (ср. (10ЛЗ)) [c.344]

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]

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]

Исследован диффузионный перенос молекул некоторых моноаминокарбоновых и диаминокарбоновых кислот через ионообменные мембраны МК-40 и МА-40. При этом установлено, что проницаемость мембраны МК-40 для молекул моноаминокарбоновых кислот на порядок больше, чем для мембраны МА-40. [c.449]

Фазовый переход в липидной мембране должен приводить, таким образом, к нэменению сродства между полярной частью мембраны и окружающими ее ионами, растворителяМ И и белками вследствие латерального расширения мембраны. Это должно изменить проницаемость мембраны я для нейтральных молекул, и для ионов. В частности, проницаемость мембраны для нейтральных молекул выражается через диффузионный поток кинков [70]. [c.264]

Термическая обработка — не единственное средство контроля характеристик проницаемости мембраны. Исследования показали, что одноосная вытяжка при температуре ниже точки плавления может приводить к значительному уменьшению набухания с незначительным увеличением кристалличности [24, 25]. Несмотря на то что проницаемость уменьшается по крайней мере на два порядка, селективность значительно возрастает. Для выяснения влияния кристалличности следует изучить поведение стеклообразных и высокоэластичных мембран, т. е. уточнить влияние температуры стеклования Тс на их проницаемость и селективность. Ниже Тс мембрана находится в стеклообразном состоянии и может содержать неподвижные пустоты, которые способны улавливать проникающие молекулы, тем самым внося определенный вклад в диффузионный процесс. Ниже этой температуры некоторые цепи имеют такое ограниченное движение, что становится возможной активированная днффу- [c.32]

Ионный транспорт на стадиях 1, 4 и 5 лимитируется переносом в диффузионных слоях, граничащих с активным слоем JVleмбpaны. Определение профиля концентрации иона в указанных слоях сводится к решению системы уравнений конвектив-шой электродиффузии ионов в поверхностном слое раствора смешанного электролита. Допустим, что свойства раствора не зависят от концентрации растворенных веществ и определяются их предельными значениями. Этот подход не совсем корректен, но в отдельных случаях позволяет получить общую картину процесса сравнительно простым путем [199]. По этой же причине вместо активностей компонентов в растворе будем использовать их концентрации. Будем считать, что диффузионный слой имеет конечные размеры, а конвективный поток через этот слой направлен по нормали к его поверхности и приблизительно равен проницаемости мембраны по воде (м/с). Постановка такой задачи описана в работе [199] там же приведены уравнения, которые используют для описания профиля изменения концентрации иона в диффузионном слое [c.120]

По-видимому, не будет ошибкой сказать, что фактор, которым чаще всего пренебрегают при измерении проницаемости и который вместе с тем во многих случаях всего вероятнее должен влиять на результаты,— это существование неперемешиваемого слоя, или диффузионного пограничного слоя, примыкающего к поверхностям мембраны. Поскольку вода и растворенные вещества могут передвигаться через эту зону только в силу молекулярной диффузии, наличие этой зоны увеличивает кажущуюся толщину и сопротивление мембраны, и притом в тем большей степени, чем ближе проницаемость мембраны к величине, характеризующей свободную диффузию изучаемого растворенного вещества. [c.205]

Согласно (XXVII.10.9) с увеличением Фм растет интенсивность ЗФ. Это действительно наблюдается в опытах при создании диффузионной разности электрических потенциалов на мембране путем добавления солей или в присутствии, например, валиномицина, избирательно увеличивающего проницаемость мембраны [c.357]

ПД у ацетабулярии [394, 402, 408, 409, 526], а также у нейроспоры [640] отличается от "классического" ПД в нервных волокнах и клетках харовых водорослей тем, что его генерация не связана с увеличением диффузионной ионной проницаемости мембраны. Напротив, "метаболический ПД ацетабулярии характеризуется временным снижением мембранной проводимости g на фазе деполяризации ПД. Это [c.143]

Разработаны два типа систем с диффузионным механизмом высвобождения — мембранный (резервуарный) и матричный (монолитный). В первом случае ядро лекарственного вещества окружают полимерной пленочной оболочкой — мембраной. Простейщей моделью мембранной системы являются микрокапсулы. Однако в ряде случаев полимерная мембрана может бьггь одной из стенок резерву-арной системы. Контролируемое высвобождение лекарственных веществ достигают подбором соответствующей мембраны для конкретного лекарственного вещества. При этом учитывают проницаемость мембраны для лекарственного вещества, размеры, однородность и извилистость пор, гидро-, липофильность и другие параметры мембраны. Основное преимущество подобных систем заключается в легкости достижения постоянной скорости высвобождения лекарственных веществ. [c.187]

Введение дополнительного диффузионного сопротивления за ферментным сло-м, что позволяет быстро и точно измерять концентрацию глюкозы по производной игнала вообще без избирательно проницаемой мембраны [59]. [c.259]

В реакционно-диффузионных мембранах, где возникают, мигрируют и распадаются промежуточные химические соединения, массоперенос описывается системой нелинейных дифференциальных уравнений, решение которых неоднозначно и сильно зависит от степени неравновесностн системы при этом в результате сопряжения диффузии и химической реакции возможно возникновение новых потоков массы, усиливающих или ослабляющих проницаемость и селективность мембраны по целевому компоненту. При определенных пороговых значениях неравно-весности, в так называемых точках бифуркации, возможна потеря устойчивости системы, развитие диссипативных структур, обладающих элементами самоорганизации. Это характерно для биологических природных мембран, а также для синтезированных полимерных мембранных систем, моделирующих процессы метаболизма [1—4]. [c.16]

Определение интегрального коэффициента проницаемости асимметричных мембран замет о усложняется. Это обусловлено анизотропностью структуры пористой подложки и неопределенностью границы диффузионного слоя (фактически имеется не граница, а область перехода от сплошной матрицы мембраны к пористой). Расчет скорости массопереноса пористых сред анизотропной структуры основан на использовании дифференциальных функций распределения пор, зависящих от координаты [9]. Экспериментальная оценка этих функций трудоемка и ненадежна, поэтому опытные значения Л асимметричных мембран часто относят к условной толщине селективного слоя, полагая сопротивление массопереносу пористой основы пренеб- [c.84]

Обсудим проблему селективности процесса в полимерных мембранах. Столь большое число факторов, влияющих на проницаемость чистых газов, очевидно, скажется на селективности процесса. При разделении газовых смесей в общем случае необходимо учитывать взаимное влияние диффузионных потоков компонентов в мембране, при этом основные сорбционные и диффузионные характеристики процесса оказываются сложной функцией состава газовой смеси. Небольшая примесь сильно-сорбируемого компонента, который отличается специфическим взаимодействием с веществом матрицы мембраны или одним из прочих компонентов смеси, может радикально изменить проницаемость всех компонентов, поэтому принцип аддитивности при определении общего потока через мембрану и оценку селективности процесса на этой основе следует проводить с большой осторожностью. Тем не менее воспользуемся указанным принципом для выявления некторых закономерностей разделения. [c.104]

Процесс массообмена моделировали в плоском канале высотой Н= —4 мм, шириной г = 60 мм и общей длиной 950 мм, включавшей зону гидродинамической стабилизации (400 мм) и участок селективного отсоса (450 мм). Верхние и нижние стенки канала проницаемы (использована асимметричная мембрана из поливинилтриметилсилана). Развитие диффузионного пограничного слоя контролировали в пяти точках канала, где установлены оптические окна. Для измерения профиля концентраций использован интерферометрический принцип регистрации фазовых изменений фронта световой волны при прохожденпи ее через оптическую неоднородность, представляющую собой двумерный диффузионный пограничный слой. Интерферограм-мы процесса фиксировали с помощью фото- и киносъемок и расшифровывали на микрофотометре. Оптическая система создана на базе теневого прибора ИАБ-431 [45]. [c.139]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология