Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Биология -> Заболоцкий В.И. -> "Перенос ионов в мембранах" -> 87

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 .. 81 82 83 84 85 86 < 87 > 88 89 90 91 92 93 .. 180 >> Следующая

нулю. В пределе loci -> 0 из формулы (4.46) получаем выражение
x*a = xflx*2, (5.2)
согласно которому lgx* линейно зависит от lgx. Расчет по полному
уравнению (4.46) показывает [51], что вблизи "точки электропроводности" *
*
(с"30) (где ха = х = х) ха слабо зависит от а (рис. 5.5) и что в
интервале 198
С NaCI" МОЛЬ/Л
Рис. 5.4. Зависимость удельной электропроводности различных ионообменных
мембран (х*), измеренной на переменном токе, от удельной
электропроводности (к) (а) и концентрации (с) (б) равновесного раствора
[45]
а - билогарифмическая зависимость для следующих мембранных систем: 1 - С-
60/65 в растворе НС1 [12], 2,3 - Amberplex С-1 в растворах NaCI и КС1
соответственно [44], 4,5 -Amberplex А-1 в растворах NaCI и КС1
соответственно [44], 6 - AMF С-103 в растворе NaCI [28], 7 - МФ-4СК в
растворе NaCI [45], 8 - Nepton CR-61 в растворе КС1 [39]; б -зависимость
х* от концентрации раствора NaCI, точки представляют экспериментальные
данные [45], сплошные линии рассчитаны по уравнению (5.2); названия
мембран и их краткие характеристики приведены в табл. 5.2; пунктирная
линия представляет зависимость удельной электропроводности раствора NaCI
от его концентрации
199
-Бп м.* (Ом * см г)
Рис. 5.5. Зависимость логарифма электропроводности мембраны, измеренной
на переменном *
токе (In ха), от логарифма электропроводности раствора (In х),
рассчитанная по уравнению (4.46) для разных значений а
/i = 0,80 и х= 0,005 Ом 1-см 1 соответствуют мембране МК-40 (30);
значения а указаны числами возле сплошных кривых, штриховая линия
соответствует а = 0
0,1 сизо < с < Юсизо зависимость lgx* (lgx) может быть аппроксимирована
прямой линией при малых а вплоть до loci = 0,2. В разделе 5.4 будет
показано, что для большинства ионообменных мембран а находится в
интервале 0,1-0,3. Таким образом, формула (5.2) является хорошим
приближением уравнения (4.46) в указанном выше диапазоне концентраций.
Уравнение (5.2) позволяет легко определять значения объемных долей
гелевых участков (/i) и межгелевых промежутков (f2) в мембране, а также
удельную электропроводность гелевой фазы в мембране (х). Действительно,/^
есть тангенс угла наклона к кривой lgx* (lgc) (или lgx* (lgx)) в "точке
изоэлектропроводности" (сизо), которая находится как точка пере-
200
Таблица 5.1
Параметры ионнообменных мембран, найденные из зависимости их
электропроводности от концентрации
Мембрана Тип Объемная доля межгелевых промежутков й> х • 104, Ом"1 х X
см-1 Номер на рис. 5.4, 6
МФ-4СК Гомогенная перфорированная сульфокатиони-товая 0,00 ±0,01
58 ± 1 6
МК-100 Гомогенная катионообменная 0,06 ±0,03 110 ± 6 3
МА-100 Гомогенная анионообменная 0,11 ±0,02 11,6 ±0,3 8
МА-41 Гетерогенная полисти-ролъная анионообменная 0,20 ±0,03 28 ±2 7
МК-40К Гетерогенная поли стирольная катионообменная 0,20 ±0,01 64 ±
2 4
МК-41Л Гетерогенная поли стирольная катионообменная 0,28 ±0,04 44 ±
5 5
CR Макропористая катионообменная 0,31 ±0,03 84 ±9 1
X Макропористая, основанная на катионите КУ-23 0,45 ±0,08 55 ±6 2
сечения зависимостей х*-с и х-с (см. рис. 4.1): х равна х* при с = сизо.
Значения/2, найденные таким способом для ряда ионообменных мембран разной
степени гетерогенности, представлены в табл. 5.1. Как видно из таблицы,
/2 равно нулю для перфторированной сульфокатионитовой мембраны МФ-4СК,
что означает, что в такой мембране практически отсутствует перенос
электричества через полости, заполненные электро-нейтральным раствором.
Этот результат хорошо согласуется с представлениями о структуре
перфторированных мембран, изложенными в главе 1: небольшое количество
раствора электролита, содержащегося во внутренних частях кластеров, не
может играть заметную роль в электропереносе, поскольку транспорт ионов в
таких мембранах лимитируется их переносом через узкие каналы, соединяющие
соседние кластеры. Таким образом, с точки зрения электропроводящих
свойств, перфорированную мембрану с малым содержанием воды можно
рассматривать как одну гомогенную гелевую фазу. Заметим, что сказанное
относится только к мембранам с малым содержанием воды. В работе [52] были
изучены специально приготовленные перфорированные мембраны МФ с разным
содержанием воды. Емкость всех приготовленных мембран в расчете на 1 г
сухой мембраны была одинаковой: Qdry = 0,78 мг-экв/г. Различная степень
влагоемкости достигалась путем обработки мембран в этиленгликоле при
высокой температуре [47, 52], такая обработка повышала эластичность
201
матрицы и мембрана поглощала больше влаги. Оказалось, что величина /2,
найденная методом электропроводности, растет с увеличением влагоемкости
мембраны: при влагоемкости w= 13,7 об.%/2 = 0,12, при w = 22,2 об.% /2 =
0,13 и при w = 33,9 об.% /2 = 0,23. Эти данные не противоречат
предположению Дрейфюса [53] о возможной трансформации кластерно-канальной
структуры перфторированных мембран в слоистую при увеличении их
влагоемкости. В этом случае в мембране появляются достаточно широкие поры
Предыдущая << 1 .. 81 82 83 84 85 86 < 87 > 88 89 90 91 92 93 .. 180 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

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

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed