ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Подложечные жидкие мембраны из "Синтетические полимерные мембраны Структурный аспект" Существуют две модели подложек для жидких мембран с внешним расположением плотной или асимметричной мембраны, внутри которой находятся жидкая мембрана и раствор продукта, и с удерживанием жидкой мембраны внутри микропористой подложки. [c.310] При добавлении некоторых поверхностно-активных веществ в питающий раствор они способны образовывать мембрану не только при внедрении в пористую подложку, но и при самопроизвольном концентрировании на границе раздела между жидким раствором и плотной мембраной в твердом состоянии, сквозь которую они не могут проникать. Поскольку концентрированные межфазные слои сохраняются в жидком состоянии, их можно рассматривать как поверхностно-активные мембраны. Двойной слой, состоящий из плотной мембраны и жидкой поверхностно-активной мембраны, образует композиционную структуру, составляющие которой оказывают влияние на проницаемость и селективность. [c.310] Более низкая скорость миграции соли через мембрану является результатом уменьшения количества соли на одну часть воды в мембране. Связанная вода способна либо взаимодействовать со свободной водой, либо перемещаться от точки к точке в направлении градиента давления. В результате перенос воды больше переноса соли, что обеспечивает извлечение соли мембраной. [c.311] Полагают, что значительные колебания проницаемости и селективности для различных жидких поверхностно-активных мембран обусловлены двумя факторами гидрофильно-гидрофобным балансом и структурой упаковки внутри и между отдельными мицеллами. При использовании ПАВ с высоким гид-рофильно-гидрофобным отношением получают жидкие мембраны, оказывающие большее сопротивление транспорту соли и меньшее воде, чем ПАВ с низким отношением (рис. 9.3). [c.312] Установлено, что при введении добавок в количестве, при котором е 0,0436, свойства мембран улучшаются более эффективно, чем при термообработке (см. рис. 9.8). [c.314] Жидкие поверхностно-активные мембраны можно предварительно наносить на плотную подложечную мембрану, если применяется альтернативный способ создания мембраны из питаю-ш,его раствора. Это может быть достигнуто путем нанесения на основу мембраны 0,1%-го раствора поливинилметилового эфира в тетрахлориде углерода в таком количестве, чтобы после испарения растворителя на 1 см поверхности мембраны осаждалось около 42 мкг полимера. [c.314] Как видно из сравнения показателей для поверхностно-активных композиционных и необработанных мембран (со сравнимой селективностью), в процессе обессоливания солоноватой (табл. 9.4) и морской воды (табл. 9.5) при использовании жидких мембран поток продукта на 35—40% больше, чем при использовании мембран, подвергнутых обычному отжигу. [c.314] Относительные потери жидких поверхностно-активных мембран в результате проникновения через подложечную мембрану зависят от размера и формы молекул жидкой мембраны, характеристик пористости подложечной мембраны и от свойств окружающей среды. [c.314] Несмотря на то что условия испытания способствуют удерживанию поливинилметилового эфира, отмечена более высокая проницаемость полиоксиэтиленнонилфенола. Низкая селективность поливинилметилового эфира, по-видимому, обусловлена его высокой молекулярной массой и тем, что он имеет многочисленные гидрофобные участки (метиленовые группы), каждый из которых представляет собой потенциальную точку взаимодействия с расположенной ниже ацетатцеллюлозной мембраной. [c.315] В то же время полиоксиэтиленнонилфенол представляет собой линейную молекулу с единственным гидрофобным участком, способным взаимодействовать с подложкой твердой мембраны. [c.315] Как и в случае использования динамически образованных мембран, для жидких поверхностно-активных мембран необязательно их постоянное присутствие в потоке. После формирования жидких поверхностно-активных мембран их целостность можно поддерживать, периодически добавляя ПАВ (рис. 9.9). [c.315] Жидкие барьерные слои могут быть введены внутрь подложки или иммобилизованы рядом способов 1) превращением жидкого слоя (например, полиэтиленгликоля) в твердый гель при добавлении гелеобразующего агента (Кабосила или Цел-лосайза [21]) 2) нанесением пленки из полимера (например, поливинилметилового эфира), потенциально растворимого в водном растворе питания, и регулированием набухания за счет введения ковалентных поперечных связей 3) удерживанием жидкой мембраны внутри микропористой подложки. [c.316] Из иммобилизованных жидких мембран наибольшее внимание исследователей привлекли мембраны третьего типа. [c.316] К преимуществам иммобилизованных жидких мембран по сравнению с твердыми можно отнести высокие значения коэффициентов диффузии, растворимости, селективности (в особенности при использовании ускоренного или сопряженного транспорта). Ускоренным транспортом называют процесс, при котором проникновение растворенного вещества через мембрану возрастает в результате протекания обратимой реакции с носителем, который перемещается в обоих направлениях между противоположными сторонами мембраны. Этот принцип соблюдается в ионоселективных мембранных электродах (см. гл. 3). [c.316] Сопряженный транспорт — движение ионов металла из одного водного раствора во второй в направлении, противоположном градиенту концентрации, при совместном транспорте иона металла в одном направлении с транспортом иона водорода в том же или противоположном направлениях. [c.316] К недостаткам жидкой мембраны этого типа можно отнести унос вещества мембраны из микропористой подложки и ограничение толщины подложки значениями 1—2 мкм, поскольку только в этом случае реализуемый процесс будет экономически выгодным. [c.316] Ниже будут рассмотрены примеры ускоренного транспорта газов (по проницаемости СОг и Нг) и сопряженного транспорта ионов металла через иммобилизованные жидкие мембраны (по проницаемости бихромата и сульфата уранила). [c.317] Со Стороны низкого давления вблизи поверхности мембраны ионы Н8 соединяются с протонами, выходя из мембраны со стороны низкого давления в виде НгЗ. [c.317] Вернуться к основной статье