Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Биология -> Мулдер М. -> "Введение в мембранную технологию" -> 123

Введение в мембранную технологию - Мулдер М.

Мулдер М. Введение в мембранную технологию — М.: Мир, 1999. — 513 c.
Скачать (прямая ссылка): vvedenievmembramnuutehnologiu1999.djvu
Предыдущая << 1 .. 117 118 119 120 121 122 < 123 > 124 125 126 127 128 129 .. 182 >> Следующая

Катионы и анионы можно легко удалить путем облегченного транспорта, поскольку имеется множество пригодных для этой цели переносчиков. Среди большого числа катионов, отделяемых с помо-
щью жидких мембран, можно упомянуть медь (Си2+), ртуть (Hg2+), никель (Ni2+), кадмий (Cd2+), цинк (Zn2+) и свинец (РЬ2+).
Анионы также переносятся жидкими мембранами, что показано для нитрат-иона (NOJ), хромат-иона (СггО2-”) и уранил-иона
[U02(S04)i"].
Газы составляют совершенно иной класс веществ, которые могут быть отделены с помощью облеченного транспорта. Примерами служат разделение кислорода и азота, удаление H2S из природного газа, а также NH3, N0* и SO2 из отходящих (в частности дымовых) газов. И, наконец, следует указать такое применение жидких мембран, как разделение органических смесей, например разделение углеводородов (алифатических от ароматических, например, бензол/гексан, а также разделение изомеров ксилола) и удаление фенола из сточных вод.
VI.4.4.6. Жидкие мембраны (параметры и применения)
Мембраны Жидкие мембраны на подложках
(ИЖМ), эмульсионные жидкие мембраны (ЭЖМ)
Толщина 20-150 мкм (ЭЖМ)
0,1 — 1 мкм (ЭЖМ)
Размер пор Непористые (жидкие!)
Движущая сила Разность концентраций
Принцип разделения Сродство к переносчику (транспорт
в виде комплекса с переносчиком) Материал подложек мембран Гидрофобные пористые мембраны Применения Селективное удаление ионов:
катионы (кадмий, медь, никель, свинец)
анионы (нитрат, хромат)
Удаление газов:
разделение кислорода и азота удаление H2S, SO2, NH3 Разделение органических жидкостей Удаление фенола из сточных вод
При диализе растворенные вещества под действием градиента концентраций диффундируют с одной стороны мембраны к другой, образуя
Сырье
Очищенный
продукт
х:
Диализат
Свода)
Рис. VI-36. Схема процесса диализа.
диализат или пермеат. Разделение растворенных веществ достигается из-за разных скоростей их переноса через мембрану, что обусловлено различием молекулярного размера. Для достижения большого потока толщина мембран должна быть по возможности малой. Процесс диализа схематически показан на рис. VI-36.
Транспорт вещества при диализе происходит вследствие диффузии через непористые мембраны, и для того, чтобы понизить сопротивление диффузии, применяют мембраны, которые могут сильно набухать. В результате такого набухания коэффициенты диффузии по сравнению с ненабухшими мембранами намного увеличиваются. Эта разница может быть вполне существенной; так, например, коэффициент диффузии низкомолекулярного компонента в полимере варьирует от 10“19 м2/с для стеклообразных или кристаллических полимеров до 10“9 м2/с для сильно набухшего полимера, причем и скорость массопереноса изменяется таким же образом (см. рис. VI-14). Это означает, что сопротивление мембраны увеличиивается с увеличением молекулярной массы компонента и с уменьшением степени набухания мембраны. Низкомолекулярные ионные (соли) и нейтральные (мочевина) компоненты быстро проходят через мембрану, в то время как транспорт более высокомолекулярных веществ встречает более сильное сопротивление.
Диализ, или «обычный» диализ, обсуждаемый в данном разделе, связан с диффузией нейтральных молекул. При диализе электролита с использованием нейтральных или заряженных мембран вследствие неодинакового распределения ионов возникает эффект Доннана, накладывающийся на нормальный процесс диализа. В этом случае диализ называют диализом Доннана.
VI. 4 5.1. Транспорт
Диализ является диффузионным процессом, и транспорт можно описывать простым диффузионным уравнением (см. также уравне-
ние VI-20, выражающее поток при обратном осмосе):
J. = (VI-78)
где Ds — коэффициент диффузии растворенного вещества, Ks — коэффициент растворимости или распределения, t — толщина мембраны, Acs — разность концентраций по обе стороны мембраны (Acs = Ссырье — ^пермеат)• Возникновение потока растворенного вещества приводит к одновременному осмосу растворителя в противоположном направлении, т. е. из отделения ячейки с низкой концентрацией в отделение с высокой. Осмотический поток пропорционален разности осмотических давлений. Потоки растворенного вещества и растворителя реализуются не независимо друг от друга, а сопрягаются друг с другом. Вследствие диффузии растворенного вещества разность концентраций уменьшается, что приводит к уменьшению разности осмотического давления и уменьшению потока растворителя. С другой стороны, поток растворителя также приводит к снижению концентрации растворенного вещества в отделении с большей концентрацией, и разность концентраций также уменьшается, что приводит к уменьшению потока растворенного компонента.
Предыдущая << 1 .. 117 118 119 120 121 122 < 123 > 124 125 126 127 128 129 .. 182 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed