Асимметричная мембрана

Cтраница 4

Внешнедиффузионные сопротивления в напорном и дренажном каналах принимали пренебрежимо малыми. Однако создание высокоселективных высокопроницаемых асимметричных мембран и применение их при значительных давлениях в напорном канале изменили ситуацию: в этих условиях влияние внешнедиффузионных сопротивлений сопоставимо с сопротивлением внутреннему массо-переносу в мембране. Поэтому целесообразно расчет и знали работы аппаратов с разными ( по структуре) типами мембран проводить раздельно. [46]

Для разделения смеси гелий - азот испытано большое количество различных полимерных мембран. Фактор разделения смеси гелий - азот у большинства полимеров значительно больше единицы и может достигать: 100 у ацетатцеллюлозных, 300 у фтор - и кислородсодержащих полимеров. Высокой производительностью обладают асимметричные мембраны из ПВТМС, но поскольку значение фактора разделения для этих мембран 15 - 20, то необходим многоступенчатый процесс. [47]

После того как была показана возможность использования асимметричных мембран с тонким плотным барьерным слоем для обессоливания гиперфильтрацией, были разработаны аналогичные мембраны для использования в газоразделении. В результате применения асимметричной микропористой мембраны с толщиной рабочего слоя 500 А вместо плотной пленки из того же материала с толщиной слоя 100 мкм достигается 2000-кратное увеличение проницаемости. Однако, поскольку рабочий слой асимметричных мембран неизменно содержит небольшое число дефектов ( см. гл. Эта проблема была решена с помощью закупоривания дефектов проницаемыми эластомерами. [48]

В этом случае образуется асимметричная мембрана с плотной поверхностью, обращенной к подложке. Если а 02, то поверхность раствора, обращенная к воздуху, обогащается полимером. Именно эта поверхность будет плотной в асимметричной мембране. [49]

Такой структуры не обнаружено ни в специально полученных тонких пленках типа использованных Кришна-мурти и Мак-Интайром [26] для имитации барьерного слоя, ни в толстых плотных пленках, использованных Лонсдейлом [27] для определения истинного солеудержания различных мембранных полимеров. Однако сегодняшние представления о структуре барьерного слоя позволяют заключить, что в этих двух исследованиях были изучены иные явления, касающиеся структур, не входящих в состав поверхностных барьерных слоев асимметричных мембран. [50]

Катион Mga ( 7 2, который имеет небольшие размеры, из-за высокой плотности заряда остается достаточно электронрдефи-цитным ( электрофильным), чтобы стремиться ассоциировать с обогащенными электронами ( нуклеофильными) атомами кислорода и в ацетильных, и в гидроксильных группах. Доказательство этого, полученное с помощью спектрофотометра, можно видеть на рис. 5.2. Зоны поглощения групп ОН и СО сдвигаются в красную область спектра, что указывает на ослабление связи из-за конкуренции между электрофильными катионами магния и электроположительными углеродными и водородными атомами ацетильных и гидроксильных групп за электроны в двух диполях. Если вместо Mg ( ClO4) 2 используют MgCla, то обычно образуются комплексные ионы типа MgCla9, электро-фильный характер которых по отношению к Mga72 ослаблен. Кестингом [ 41 было показано, что значение водного перхлората магния в отливочном растворе, обнаруженного [ 5J при получении асимметричных мембран, заключается в выполнении им функции агента, вызывающего набухание. Наличие комплексов-гидратированных ионов магния с АЦ приводит к включению большего количества воды в слой геля, чем в случае их отсутствия. [51]

Некоторые менее совместимые компоненты могут выполнять функцию ускорителей гелеобразования. Введение, например, мультиполимера найлона 6 6; 6 10; 6 в растворы найлона 6 6 в 90 % - й муравьиной кислоте переводит раствор в гель на начальной стадии удаления растворителя. Это обусловливает получение высоколористых. Полное удаление растворителя из растворов гомополимера найлона 6 6 приводит к образованию мембран с барьерным слоем и низкой пористостью. Этот особый смешанный раствор - единственный случай, известный автору, в котором растворяющая система, не содержащая нерастворяющего порообразователя, может быть полностью высушена для получения асимметричной мембраны с барьерным слоем и высокой пористостью. Полное испарение таких растворов обычно приводит к образованию плотных мембран или мембран с барьерным слоем и низкой пористостью. [52]

Схематичное изображение оболочки упорядоченной воды ( толщиной / вблизи поры в гидрофильной мембране.| Зависимость энергии активации транспорта от содержания воды в мембране ( О - Н2О, Д - NaCl. [53]

Толщина слоя воды на других границах, например на границе раздела мембрана - раствор, будет меняться в зависимости от изменения химической природы растворенного вещества и границы раздела ( см. гл. В том случае, когда на границе раздела содержатся поры, диаметр которых d 2t ( рис. 2.28), приложенное давление, превышающее осмотическое, будет вызывать проникновение слоя чистой воды через мембрану, не пропуская более концентрированный раствор соли. Достоинство этой модели заключается в ее способности отражать свойства как раствора, так и химические и физические свойства мембраны. Вариации значений проницаемости и селективности могут быть объяснены существованием пор различных размеров. В действительности, как теперь предполагают, существует два вида распределения пор по размерам: многочисленные малые поры размером, приблизительно равным 2t ( г. 10 А), что характерно, очевидно, для идеальных мембран, и случайные большие поры ( 100 А), которые обусловлены наличием дефектов в поверхностном слое асимметричных мембран ( см. гл. [54]

Верхняя кромка поперечного сечения полиамидогидразидной геле-вой мембраны с поверхностным барьерным слоем. [55]

Некоторые загадки барьерного слоя дискутируются в настоящее время. Ранними методами электронной микроскопии не были обнаружены какие-либо специфические особенности микроструктуры, из чего был сделан вывод о том, что барьерный слой находится в аморфном стеклообразном состоянии, подобно состоянию объема пленки, отлитой из раствора. Как мы увидим, это заключение только частично верно. Подобные мицеллы впоследствии были обнаружены Кестингом [6] в барьерных слоях сухосформированных мембран из ацетата целлюлозы. Пейнар и др. [22] затем обнаружили, что мицеллярная морфология является общей для асимметричных мембран не только из ацетата целлюлозы, но и из полиамидогидразидов и полиамидов. Пейнара и др. будут обсуждены более обстоятельно. [56]

Страницы: 1 2 3 4