Пористость мембран общая

Транспорт компонента разделяемой газовой смеси через пористую основу мембраны осуществляется одновременно несколькими механизмами переноса, в зависимости от структуры матрицы, свойств веществ и термодинамических параметров процесса. В общем случае движение компонентов смеси может вызываться конвективно-фильтрационным переносом, различного вида скольжениями вдоль поверхности пор, объемной диффузией, баро- и термодиффузией, кнудсеновской диффузией (эффузией), поверхностной диффузией, пленочным течением вследствии градиента расклинивающего давления, капиллярным переносом конденсированной фазы в анизотропных структурах. Вещество в порах скелета мембраны, как показано ранее, может находиться в виде объемной газовой фазы, капиллярной жидкости и адсорбированной пленки. Для каждого из этих состояний возможно несколько механизмов переноса, взаимосвязанных между собой. Не все виды переноса равнозначны по своему вкладу в результирующий поток веществу, поэтому при вычислении коэффициента проницаемости необходимо определить условия, при которых те или иные формы движения вещества являются доминирующими [З, 9, 10, 14—16]. [c.54]

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]

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]

В общем случае на основании одной лишь зависимости потока или задерживания растворенного вешества от давления невозможно отличить перенос по механизму растворения и диффузии от переноса по механизму течения в порах. Однако эти механизмы формирования потока можно различить по его температурной зависимости. Поток воды через пористые мембраны характеризуется температурной зависимостью, близкой к температурной зависимости вязкости воды, тогда как температурная зависимость потока воды через мембраны, описываемые моделью растворения и диффузии, обычно сильнее. [c.143]

Общую пористость мембраны вычисляют по уравнению [c.199]

Для графической оценки кривой вытекающий поток — давление, экспериментально найденной для пористой мембраны, непрерывная кривая (см. рис. 2.15) заменяется ступенчатой кривой (рис. 2.16), в которой абсцисса делится на интервалы (например, АВ) и непрерывная кривая А В заменяется ступенчатой кривой В А. Это означает, что поры, которые реально присутствуют в интервале ЛВ и чьи радиусы изменяются между значениями Гз=2а[Рз и / <=20/ 4, заменяются определенным числом Пз,4 капилляров с общим радиусом лз,4= 72( з-+-Г4). Следовательно, число nз, представляет собой число пор радиуса Гз,4, которые позволяют проникать тому же объему жидкости, как и сумма действительных пор в интервале АВ, имеющих радиусы между значениями Гз и /-4. [c.55]

Факторами, определяющими размер пор и общую пористость мембраны, являются состав раствора для полива, тип растворителя и порообразователя. Чтобы уменьшить диаметр пор в полученной мембране, ее обрабатывают водой при температуре, близкой к температуре стеклования данного полимера (например, для ацетатов целлюлозы температура воды должна быть в пределах 85—89 °С). При этом происходит некоторая усадка пористой структуры, что часто приводит к повышению селективности мембраны. [c.15]

Согласно уравнению (11) для нахождения среднего радиуса пор мембраны необходимо определить общую пористость W, коэффициент протекаемости ) и толщину мембраны й. Методы определения общей пористости описаны в работе (9). [c.59]

Размер пор и общая пористость мембраны (т. е. отношение площади пор к общей поверхности мембраны — выражается в долях единицы или процентах) зависят от многих факторов, в том числе [c.31]

Широкое применение находят мембраны из целлюлозы. Оии пригодны для большого числа органических растворителей и могут быть весьма различной пористости. В настоящее время часто употребляют продажные пленки из регенерированной целлюлозы (целлофана), которые имеют различную толщину и пористость. В общем случае в воде эти пленки имеют очень маленький средний радиус норы (от 10 до 20 А) [35]. Пористость может быть увеличена во много раз за счет набухания в водных растворах таких электролитов [36—38], как растворы щелочей или хлорида цинка. [c.355]

Объем пор, или пористость, мембраны можно также рассчитать на основе данных, полученных методом продавливания ртути. Объем пор определяется из измерений объема ртути, вдавливаемой в мембрану. Принимается, что при очень высоких давлениях (около 70 атм) в мембране все полости заполняются ртутью. Вычитая этот объем из объема, занятого порами при низком давлении, можно найти общий объем пор. Зная последний, оценивают пористость. Например, в работе [ПО] объем ртути в дилатометре при низком давлении был равен 0,2655 см , при высоком 0,0564 см , объем пор, полученный как разность этих значений, составил 0,2091 см . При этом рассчитанное значение пористости оказалось равным 79 %. [c.79]

Под общей пористостью (порозностью) понимают отношение объема всех пор в мембране (открытых и закрытых) к общему объему мембраны. Для оценки общей пористости существует ряд методов Г10, 110—112]. [c.91]

Под пористостью /о мембраны в отличие от общей е и открытой ео, будем понимать отношение площади суммарного поперечного сечения всех пор к единице площади мембраны. Для изотропных мембран значения /о и ео совпадают. Для анизотропных мембран ео всегда боль-ще /о, что необходимо учитывать при исследованиях и расчетах мембранных процессов разделения. [c.93]

Фильтрация — процесс разделения суспензии с помощью пористой перегородки (мембраны), через которую под давлением проходит жидкая фаза (фильтрат), а частицы суспензии задерживаются (осадок). Перепад давления Ар может создаваться гидростатическим давлением слоя суспензии (до 50 кПа), вакуумом (50—90 кПа), или сжатым воздухом (не более 300 кПа). Общее дифференциальное уравнение фильтрации имеет вид, подобный уравнению для потока в пористом теле, нанример, (IV. 93) [c.242]

Однако для многих объектов, например коллодиевых, желатиновых и т. п. мембран с небольшой толщиной, этот метод непригоден вследствие того, что удаление с поверхности мембран оставшихся капелек воды трудно провести сколько-нибудь удовлетворительно (например, фильтровальной бумагой), и поэтому получается значительная ошибка при взвешивании. Лучшие результаты дает определение общей пористости из кажущегося и истинного удельных весов. Под кажущимся удельным весом понимают отношение веса сухой мембраны к общему объему образца вместе с порами [c.52]

Уравнение (5) содержит величину п, которую нельзя определить экспериментально. Однако число капилляров на единице площади мембраны п можно выразить через общую пористость и средний радиус пор. Действительно, если т.г с1 — объем отдельного капилляра, то — общий объем всех пор мембраны с площадью А. Следовательно, объем пор, в единице объема мембраны, или общая пористость [c.56]

Определив средние значения коэффициента протекаемости, общей пористости и толщины мембраны, вычисляют средний радиус пор по уравнению (11). [c.61]

Как можно видеть из данных табл. 12, в более крупнопористых мембранах этот эффект не имеет места (a< i). С уменьшением радиуса пор величина а растет, и имеется область радиусов (от 30 до 6 ммк), где а>р. При дальнейшем уменьшении сечения капилляров эффект вновь исчезает, так как для наиболее тонкопористых образцов происходит уменьшение общей пористости мембран и сильно возрастает величина р. Эффект увеличения общей проводимости и силы тока при введении тонкопористой мембраны, для которой а>Р, происходит вследствие перераспределения градиента потенциала между мембраной и раствором. В мембране увеличение проводимости происходит за счет повышения концентрации ионов в двойном слое, а в остальной части раствора — вследствие относительно большего градиента потенциала и увеличения скорости движения ионов (рис. 60). [c.108]

Скорость гемодиализа существенно зависит от свойств используемых мембран. Наиболее важными показателями являются пористость — отношение площади пор к общей площади мембраны, толщина мембраны и природы материала. [c.20]

Мембрана более общее понятие, нежели диафрагма. Диафрагмы — это пористые тела (пластинки или порошки), тогда как мембраны — это обычно тонкие эластичные плепки, разделяющие объемные фазы. Однако механизм действия и тех, н других одинаков. Следуя принятой в настоящее время терминологии, мы в дальнейшем используем понятие мембрана. [c.7]

Такие изменения, известные давно на основании общих соображений и качественных экспериментов, весьма существенны для разработки учения о граничных слоях с измененной структурой вблизи твердой поверхности. Это учение, развиваемое в трудах Дерягина и его школы, а также других ученых, на основе строгой теории и количественных экспериментов приобрело в настоящее время огромное значение для рещения многих вопросов устойчивости дисперсных систем, течения жидкостей через пористые тела и мембраны и др. Конечно, вряд ли можно отождествлять эти пленки с граничными слоями, переходящими в объемную фазу воды и Не имеющими границ раздела с паром , но изучение их свойств важно в качестве моделей, поскольку основную роль в образовании особой структуры играет, по-видимому, твердая подложка. Причиной этих особенностей структуры следует считать вандерваальсовы силы, электростатические силы и силы водородной связи между молекулами жидкости и поверхностными атомами и молекулами твердой фазы. [c.104]

Различают в осн. М.р. монолитные (сплошные, диффузионные), проницаемость к-рых связана с диффузией газов или жидкостей в объеме мембраны (поры отсутствуют) пористые с системой сквозных сообщающихся пор постоянного размера асимметричные (двухслойные, анизотропные), состоящие из пористого высокопроницаемого слоя (подложки) и тонкого селективного слоя-мелкопористою или монолитного (толщина его может составлять ок. 0,25% общей толщины М. р.). [c.32]

Под общей пористостью разумеется объемная пористость, т. е. объем, занимаемый порами по отношению к объему всей мембраны. [c.198]

Для силикатных стекол и окисной керамики, нз которыхизготавливаются пористые мембраны ЭКП, процесс образования поверхностного заряда изучен только для водных растворов, у которых при отсутствии специфически адсорбирующихся веществ потенциалопределяющими ионами являются ионы Н+ и 0Н [78, 80, 92, 93]. Несмотря на то что водные растворы мало используются в электрокинетических преобразователях, рассмотрим этот процесс достаточно подробно по двум причинам во-первых, он дает общее представление об образовании поверхностного заряда на неметаллах во-вторых, в любых неводных, даже тщательно приготовленных растворах всегда содержится некоторое количество воды, которая, являясь источником протонов, может играть существенную роль в процессе заряжения. [c.193]

Процесс электрокинетического преобразования на го-мопористой мембране более доступен теоретическому рассмотрению. Эта мембрана представляет собой плоскопараллельную пористую пластину площадью с одинаковыми открытыми порами (капиллярами) правильной цилиндрической формы, длина которых /г равна толщине мембраны, а радиус а много меньше Н. Если Оп — открытая пористость мембраны, которая на гомопсристых мембранах совпадает с общей пористостью, то число капилляров М, содержащихся в мембране, определяется по формуле [c.200]

Прежде чем детально описать осгьждение путем погружения, дадим краткое описание термического осгьждения. Этот процесс позволяет приготовить пористые мембраны из бинарной системы, содержащей полимер и растворитель. В общем случае растворитель имеет высокую точку кипения, например сульфолан (тетраметиленсульфон, имеющий температуру кипения 287°С) или какое-либо масло (например, нуйол). Исходным является гомогенный раствор (например, состав А при температуре Т см. рис. 111-21). Этот раствор охлаждается медленно до температуры Т2. Когда достигается бинодаль, происходит фазовое разделение жидкость/жидкость и раствор разделяется на две фазы, одна — богатая полимером и другая — бедная полимером. Когда температура опускается далее до Т2, состав двух фаз следует по бинодали и в конечном счете достигает составов и ф . При некоторой температуре фаза, обогащенная полимером, отверждается посредством кристаллизации (полиэтилен), гелеобразования (ацетат целлюлозы) или в результате прохождения температуры стеклова- [c.125]

При использовании интегральной формы уравнений переноса ТНП мембрана формально представляется как черный ящик, характеристики которого определяются набором феноменологических коэффициентов, а движущие силы, вызывающие потоки через мембрану, определяются перепадом интенсивных параметров (концентрации, температуры, давления, электрического потенциала), задаваемых в растворах I и II по разные стороны мембраны. Такой подход при описании переноса воды и электрического тока через пористые мембраны был предпринят впервые Мазуром и Овербеком [8], при изучении диффузионных процессов через мембраны, а также осмоса, бароэлектродиффузии и бароэлектроосмоса - Кедем и Качальским [9-11] и Ставерманом [12, 13]. Система кинетических уравнений с интегральными феноменологическими коэффициентами в наиболее общем виде приведена в [5]. [c.68]

Область П на рис. 1.1 представляет комбинацию матрицы исходного материала мембраны и компонентов разделяемой газовой смеси матрица может оказаться однородной или гете-рофазной. Пористая подложка (если таковая имеется в мембранном элементе) всегда гетерофазна. Состояние проникающих компонентов в мембране и подложке в общем случае ха- [c.11]

Мембранный перенос массы является результатом сопряжения нескольких процессов, протекающих в мембране, прежде всего диффузии и сорбции компонентов газовой смеси существенно также влияние дополнительных связей, возникающих в мембранной системе при нарушении принципа аддитивности. Только в газодиффузионных пористых мембранах, где удается организовать свободномолекулярное течение, процессы проницания газов независимы. В общем случае процессы в мембранах вза-имно-обусловлены, а такие интегральные характеристики мембран, как проницаемость Л и селективность а, являются результатом сопряжения отдельных процессов. Сорбционно-диффу-зионная модель проницания чистых газов через гомогенные непористые мембраны служит примером сопряжения процессов поверхностной сорбции, растворения и диффузии. Предполагается, что характерные времена этих процессов существенно раз- [c.15]

Наибольшие затруднения возникают при определении кажущегося удельного веса. Объем не очень тонких образцов (больше 0,5 мм) можно определять из геометрических размеров, измеряя толщину микрометром. Для определения общей пористости более тонких мембран, толщина которых меньше 0,5 мм, лучше пользоваться методом Манегольда, по которому объем мембраны определяют посредством взвешивания ее в двух не-смешивающихся жидкостях (например, в воде и четыреххлористом углероде). Так, если Уп и рп — соответственно объем и вес пропитанного водой образца в воздухе и Рп г , —веса [c.53]

Для определения общей пористости, как это и следует из уравления (3), надо знать объем и вес в воде водонасыщенной мембраны и ее сухой вес. Определение объема водонасыщенной мембраны в данной работе проводится посредством взвешивания образца мембраны в двух несмешивающихся жидкостях — в воде и четыреххлористом углероде. Перед взвешиванием мембран, содержащих воздух в порах, необходима предварительная пропитка образца водой. Пропитку обычно производят в [c.54]

ОПРЕДЕЛЕНИЕ СРЕДНЕГО РАДИУСА ПОР МЕМБРАНЫ ПО ОБЩЕЙ ПОРИСТОСТИ И КОЭФФИЦИЕНТУ ПРОТЕКЛЕМОСТИ [c.56]

Микрофильтрация. Микрофильтрацией называется отделение с помощью фильтров микрочастиц размером от 0,1 до 10 мкм. Производительность микрофильтрата определяется пористостью и толщиной мембраны. Для оценки пористости, т. е. отношения площади пор к общей площади фильтра, используют разнообразные методы продав-ливание жидкостей и газов, измерение электрической проводимости мембран, продавливание систем, содержащих калиброванные частицы дисперсионной фазы, и пр. [c.24]

Была рещена задача диффузии бинарной газовой смеси в пористом теле с учетом изменения общего давления. Предложенное описание имеет статистическое обоснование и удовлетворительную физическую интерпретацию полученных предельных выражений. Последовательная количественная теория явления на примере пористой фторопластовой мембраны, разделяющей воздух и воду, изложена в [3.40]. [c.166]

Диффузия газов и паров через пористую мембрану в зависимости от размеров пор может происходить по типу свободной, кну дсеновской, поверхностной или твердотельной диффузии. Кроме того, определенную роль играют капиллярная конденсация пара и пленочное течение. Общее сопротивление массопередаче складывается из диффузионных сопротивлений пограничных слоев и диффузионного сопротивления собственно мембраны, которое, как правило, является определяющим. [c.538]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология