ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Эффективная пористость мембран дЗ Распределение пор в мембране по размерам из "Обратный осмос и ультрафильтрация" Напыленные мембраны могут быть получены путем напыления на микропористую подложку различных веществ (из растворов и расплавов полимеров, металлов и др.), обладающих склонностью к сцеплению с материалом подложки. При этом размер пор можно направленно регулировать изменением толщины напыленного на подложку слоя. [c.76] В аппарате (рис. 11-16,6) пленка образуется на обоих электродах при давлении паров 10—1000 Па, расстоянии между электродами 5— 40 мм и частотах от 50 Гц до 2 МГц [90]. Размер и форма мембран, которые могут быть приготовлены в тлеющем разряде осаждением на электроде, определяются размером и формой электрода. По этой причине безэлектродный тлеющий разряд, по-видимому, является более перспективным способом приготовления мембран, так как осаждение полимера происходит на любой поверхности, находящейся в зоне тлеющего разряда (плоские ленты, трубки, полые волокна). [c.78] В качестве мономеров для плазменной полимеризации могут быть использованы очень многие виды органических соединений, давление паров которых в условиях тлеющего разряда достаточно высокое (4-ви-нилпиридин, а-метилстирол, М-винилпирролидон, акрнлонитрил, винил-иденхлорид, кумол, этилбензол, пиридин, 1,1-дихлорэтан и др.). [c.78] Механизм плазменной полимеризации сложен и зависит, очевидно, от условий разряда. При электродном разряде адсорбция паров мономера, по-видимому, играет важную роль в осаждении полимера (по крайней мере при полимеризации мономеров винильного типа). Однако в безэлектродном тлеющем разряде определяющее значение имеет процесс полимеризации в плазме. [c.78] Полимеризация органического соединения может быть проведена или путем электрического разряда в среде паров только мономера, или в среде смеси мономера с газом (Не, Аг, N2, Н2). Механизм полимеризации, по-видимому, также зависит от того, используется или нет плазма газа. [c.78] Для выяснения механизма плазменной полимеризации бензола были поставлены эксперименты на системах СеНб—Н2О—N2 и С2Н2—Н2О—N2 с таким расчетом, чтобы 1 моль бензола соответствовал 3 моль ацетилена. Результаты испытаний полученных мембран оказались близкими. Это свидетельствует о том, что бензол распадается в плазме на 3 ацетиленовых фрагмента. Родственное поведение бензола и ацетилена может дать дополнительную степень свободы при выборе комбинаций мономера и подложки, поскольку бензол и ацетилен обладают не одинаковой растворяющей способностью по отношению к полимерным подложкам. [c.79] ПОДЛОЖКОЙ. Некоторые газы и пары (особенно водяной пар), сорбированные гидрофильной пористой подложкой, трудно удаляются с помощью вакуумирования и остаются в системе, вызывая неконтролируемые эффекты в процессе плазменной полимеризации. [c.81] Минимальная толщина полимерной пленки, необходимой для образования плазменной полимеризацией обратноосмотической мембраны, определяется радиусом пор подложки. Использование в качестве подложки фильтра Миллипор-У5 с порами размером 100 нм (1000 А) не приводит к образованию хороших обратноосмотических мембран, в то время как фильтр Миллипор-У5 с порами номинального размера 25 нм (250 А) позволяет получить отличные мембраны (см. табл. 11,8). [c.81] Обратноосмотические плазменные мембраны имеют специфические особенности стабильное увеличение селективности и проницаемости в течение длительного времени (первые 6—8 сут), отличные характеристики при сравнительно высокой концентрации исходного раствора. Например, проницаемость плазменной мембраны на основе винилкар-боната (подложка Миллипор-У5 ) непрерывно увеличивалась в течение 8 сут, а постоянство селективности установилось через 20 сут. Причем стабильность характеристик сохраняется длительное время (от 30 сут и долее). Эти факты не зависят от типа подложки, типа мономера, концентрации исходного раствора и давления. [c.81] Исследования с помощью сканирующего электронного микроскопа не обнаружили каких-либо различий в поверхности полимерных мембран, которые находились в течение 2 недель на воздухе или в 3,5%-ном растворе 1ЧаС1. Поверхности всех испытанных мембран были гладкими, однородными, без открытых структур. [c.81] Основные достоинства плазменного способа синтеза мембран заключаются в следующем образование сухих мембран (таким образом, хранение и транспортирование их не требуют специальных предосторожностей), возможность регулирования толщины полимеризационного (т. е. активного) слоя мембраны, высокая адгезия полимерной пленки к подложке, высокая селективность при очень тонком полимеризаци-онном слое (от 1 мкм и менее), низкое давление осаждения полимера из плазмы, возможность осаждения на различных по форме и материалу подложках, минимальное сжатие мембраны в процессе работы (так как плотность осажденной на подложке пленки велика), сравнительно малое время образования мембраны (от 10 до 15 мин), возможность получения мембран на основе широкого ряда полимеров. [c.81] Наиболее разработана технология получения осажденных мембран на основе окиси графита. Для приготовления таких мембран [92] применяется окись графита (ОГ), получающаяся окислением химически очищенного кристаллического чешуйчатого графита высокой чистоты смесью сильных окислителей. Окись графита получают в виде водной суспензии концентрацией 0,01%. Затем ОГ из суспензии осаждается на пористой подложке. После высушивания при комнатной температуре наносится следующий слой ОГ. Установлено, что оптимальное число слоев пленок из ОГ на пористой подложке лежит в пределах примерно от 6 до 10. [c.82] В качестве подложек могут быть использованы бумага, пористые полимерные пленки (например, полиэтиленовая) с порами размером примерно 0,45 мкм и др. Лучшей оказалась подложка из фильтров Миллипор . При выборе подложки следует учитывать способность к сцеплению подложки и пленки из ОГ. При отсутствии такой способности происходит проникание ОГ частиц в поры подложки, что ведет к ухудшению характеристик полученной мембраны. [c.82] Зависимость селективности и проницаемости мембран на основе ОГ от давления [93] представлена на рис. П-17 (разделяемая смесь — 0,5%-ный водный раствор МаС1). Линейная зависимость проницаемости от давления является характерной для мембран жесткой структуры. Незначительные отклонения значений С и ф при повышении и снижении давления объясняются уплотнением частиц ОГ на подложке. [c.83] Зависимость селективности и проницаемости мембран на основе окиси графита от давления. [c.83] Динамические мембраны образуются при фильтровании раствора, содержащего примеси диспергирован 10го вещества, через пористые подложки [94—109]. Подложки, имея поминальный размер пор от 3 нм (30 А) до 5 мкм, сами по себе не способны задерживать молекулы и ионы растворенных низкомолекулярных веществ [94]. Однако в результате сорбции дисперсных часпщ на поверхности подложки, обращенной к раствору, образуется полупроницаемый слой. [c.83] Исследования проводились на предварительно умягченной природной воде. Динамические мембраны были образованы с помощью дисперсных добавок гидроокиси циркония и полиакриловой кислоты. При рабочем давлении около 7 МН/м (70 кгс/см ) и скорости потока в трубках 5 м/с наблюдалась селективность по иону ЗО до 99% и по иону С1 до 91%. Производительность по очищенной воде достигала 15 м /сут и мало снижалась со временем. [c.85] Проведены исследования динамических мембран, получаемых на пористых графитовых трубках с добавлением в растворы гидроокиси железа [96]. При обработке радиоактивных стоков достигнуто снижение активности на 88%, а в опытах по очистке сточных вод целлюлозно-бумажных производств наблюдалась селективность (по цветности) 95,5—97,5%- Показана эффективность применения динамических мембран для очистки воды от органических веществ [97] и неорганических солей [94, 98]. [c.85] Вернуться к основной статье