Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Биология -> Заболоцкий В.И. -> "Перенос ионов в мембранах" -> 145

Перенос ионов в мембранах - Заболоцкий В.И.

Заболоцкий В.И., Никоненко В.В. Перенос ионов в мембранах — М.: Наука, 1996. — 392 c.
ISBN 5-02-001677-2
Скачать (прямая ссылка): perenosionovvmembranah1996.djvu
Предыдущая << 1 .. 139 140 141 142 143 144 < 145 > 146 147 148 149 150 151 .. 180 >> Следующая

влияет толщина области пространственного заряда, а
также циркуляционные межфазные конвективные течения, вызванные
- ^ о ,
электроконвекциеи или другой причиной. С ростом сн (и уменьшени-ем cqh)
точка х0 смещается вправо по направлению к катионообменной
344
Таблица 6.3
Основные характеристики, условные обозначения каналов обессоливания [17]
Номер канала Мембранная пара Сепаратор Длина канала L, см
Высота канала Л, мм Скорость потока v, см/с У**• 102 w
А/м2
1 МА-40 МК-40 Отсутствует 3,0 1.0 1.6 0,3 5,7
2 " " 3,0 1.0 0,8 0.6 4,4
3 " " 3,0 1.0 0,2 2,7 2,4
4 " " 3,0 2,2 0,8 0,13 3,4
5 " " 10,0 1.0 0,2 9,2 1,6
6 " ОСТ 17-46-82 арг. 12 К* 10,0 0,46 0,8 9,5 2,9
7 МК-40 МА-41 ОСТ 17-46-82 артЮК* 3 0,46 1.3 1.8 10,1
8 " 10К 3 0,46 0,8 2,6 7,5
9 " 10К 3 0,46 0,2 4,4 4,8
* Номер артикула соответствует количеству параллельных нитей сепаратора в
1 см. ** У = LD/vh2
?
мембране и вклад второго слагаемого в уравнение (6.152) уменьшается. С
дальнейшим ростом л0 это слагаемое становится отрицательным:
электрический заряд ионов Н+, заполняющих диффузионный слой, не
экзальтирует, а напротив, подавляет электродиффузию одноименно заряженных
противоионов к поверхности мембраны, т.е. имеет место депрессия потока
ионов соли.
О роли эффекта экзальтации можно судить по данным, представленным на рис.
6.34 и 6.36. Данные на рис. 6.36 представлены в координатах,
линеаризующих уравнения (6.143), (6.144); теоретическая зависимость
парциального тока противоионов соли от тока продуктов диссоциации воды
представлена в соответствие с (6.143) и (6.144) пунктирной прямой. Видно,
во-первых, что за счет эффекта экзальтации теоретически можно добиться
значительного прироста тока противоионов соли (в 4- 9 раз больше
"предельного" значения). Во-вторых, в случае коротких каналов и высоких
скоростей протока раствора экспериментальные токи ионов выше
предсказанных теоретически по уравнениям (6.143) и (6.144). Это означает,
что имеется другой механизм (возможно, электроконвекция) кроме
экзальтации, который вызывает прирост тока ионов соли в "запредельном"
режиме. В то же время при высоких напряжениях (> 4 В на "парную" камеру),
когда ток ионов воды в 20 и более раз превышает /hm, /Na и /Ci становятся
меньше значений, представленных пунктирной линией. Скорее всего, это
означает, что реальный ток экзальтации становится меньше своего
расчетного значения по формулам (6.143) и
(6.144). Одна из причин может быть в том, что изменяется состав раствора
в ядре потока канала: сравнение частей (а) и (б) рис. 6.36 показывает,
что /Na через катионообменную мембрану (КМ) во всех опытах больше /С|
через анионообменную мембрану (AM). Это означает, что /н через КМ меньше
/0н через AM и в ядро потока обессоливаемого раствора поступает больше
ионов Н+, чем ОН~, т.е. pH раствора снижается. В этом случае нужно
использовать формулу (6.152), учитывающую изменение pH, вместо уравнения
(6.143). Вторая причина может заключаться в том, что при высоких потоках
ионов воды не выполняется условие формулы (6.148) малости суммарной
концентрации ионов на границе электронейтральной части диффузионного слоя
и ОПЗ. Наконец, при больших токах и в длинных каналах концентрация ионов
соли существенно уменьшается по длине канала, чего не учитывают формулы
(6.143),
(6.144) и (6.152). Таким образом, видно, что для того, чтобы разобраться
в том, что происходит в реальных мембранных каналах, имеющих значительную
длину, при интенсивных токовых режимах, необходимо совершенствовать
теорию "запредельных" явлений. В частности, значительную долю ясности
внес бы учет изменения состава раствора по мере его продвижения по
мембранному каналу. Математическая модель такого рода (модель динамики
электродиализа) явилась бы следующим шагом к описанию электромембранных
процессов после моделирования переноса ионов в самой мембране и далее в
системе мембрана/диффузионный слой.
346
6.10. ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Концентрационная поляризация и диффузионный слой играют очень важную роль
в формировании свойств мембранной системы. Можно сказать, что, хотя
свойства самой мембраны и являются основополагающими, знания этих свойств
еще недостаточно для того, чтобы определить выходные характеристики всей
системы и управлять ходом электромемб-ранного процесса. В первую очередь
это является следствием того, что при достаточно высоких плотностях тока
мембранный процесс лимитируется переносом ионов через диффузионный слой.
В этих условиях не только суммарный скачок потенциала, но и такое
свойство, как специфическая селективность по отношению к одному из сортов
конкурирующих противоионов, определяется параметрами обессоливаемого
диффузионного слоя. Параметры диффузионного слоя зависят от конструкции
мембранного аппарата и от скорости прокачивания раствора. Таким образом,
становятся более понятными пути совершенствования электромемб-ранных
аппаратов: для этого требуются мембраны с заранее заданными свойствами и
Предыдущая << 1 .. 139 140 141 142 143 144 < 145 > 146 147 148 149 150 151 .. 180 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

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

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed