химический каталог




Энциклопедия полимеров. Том 2 (Л-Полинозные волокна)

Автор главный редактор В.А.КАБАНОВ

ие инертного полимера с более плотной упаковкой молекул (с малым содержанием аморфной-фазы) в качестве связующего для гетерогенных мембран также приводит к увеличению селективности. Этот' же эффект достигается в ряде случаев при механич. уплотнении материала прессованием.

Весьма сильно снижается селективность с увеличением концентрации внешнего р-ра, симбатно с к-рой растет концентрация поглощенного электролита в М. п. Отрицательно на селективность влияет и нек-рый, перенос р-ра, находящегося внутри мембраны, при перемещении свободного электролита противоионами в узких порах мембраны в направлении миграции противоионов.

Селективность М. и. зависит и от плотности электрич. тока. При больших плотностях тока происходит уменьт шение концентрации электролита в диффузном слое (см. Ионный обмен) у одной из поверхностей мембраны, что приводит к концентрационной поляризации мембраны. Вследствие этого, напр., на катионитовой мембране в диализаторе повышается рН на поверхности, теряющей ионы Н+, и уменьшается на поверхности, их принимающей, что сильно снижает выход по току. При этом селективность может падать до 0,1 для катионито-вых и до 0,6 для анионитовых М. и. Подобные эффекты были изучены с помощью хромопотенциометрич. исследований, к-рые позволяют определить время перехода ионов через мембрану и, сравнивая их с подвижностью ионов в р-ре, оценить поляризационные явления.

Основная причина переноса ионов через М. и.— различная вероятность перехода ионов в прямом и обратном направлениях. Движущей силой процесса может являться разность потенциалов между двумя р-рами электролитов, разделенных М. и., или сила, приложенная извне: гидростатич. давлением в случае гиперфильтрации (т. е. фильтрации от ионов при пропускании под давлением р-ра электролита через М. и.), внешним электрич. полем в случае электродиализа (см. ниже).

Наряду с селективностью важнейшей технологич. характеристикой М. и. является электрич. сопротивление. Для гетерогенных мембран с увеличением степени наполнения этот показатель уменьшается; при этом селективность несколько увеличивается. При уменьшении степени сшивки ионита электрич. сопротивление мембраны резко падает при нек-ром снижении селективности.

М. и. являются проводниками второго рода, для к-рых электрич. проводимость носит чисто ионный характер и, как правило, отсутствует электронная проводимость. Электрич. сопротивление М. и. определяется так же, как для р-ров обычных электролитов:

r=RS/l; r'=RS

где г — уд. объемное сопротивление, ом-м (ом-см); г' — уд. поверхностное сопротивление, ом-м2 (ом-см2); R — сопротивление образца, ом; S — сечение образца, м2(см2); I — длина проводящего слоя, м (см). Электрич. сопротивление М. и. весьма существенно зависит от регулярности и пространственного расположения сегментов макромолекул с фиксированными ионами. Известны способы уменьшения электрич. сопротивления катионитовых мембран (частично и анионитовых) с помощью предварительной оптимальной ориентации фиксированных ионов. С этой целью через М. и. в электродиализной ячейке пропускают электрич. ток плотностью 5 ка/м2 (0,5 а/см2) в течение 5—10 мин в зависимости от материала мембраны. При этом М. и. разогревается до темп-ры начала пластич. деформации материала, и происходит ориентация фиксированных ионов в направлении электрич. тока, после чего плотность тока снижают до 3 ка/м2 (0,3 а/см2) и охлаждают мембрану до нормальной темп-ры. В результате электрич. уд. объемное сопротивление М. и. снижается с 1,4 до 0,5 мом-м2 (с 14 до 5 ом-см2). Аналогичный эффект дает освещение окрашенных М. и. видимым светом.

Наряду с ионной проводимостью М. и., обусловленной переносом противоионов, большое значение имеет и миграционная ионная проводимость по Гротгусу, когда заряд проходит по цепи молекул воды, связанных водородными связями, с миграцией протона.

Для электрич. проводимости реальных мембран м. б. применима модель Шпиглера, в к-рой фиксируются три пути тока: через ионит, через свободный электролит и «смешанный» путь — через ионит и свободный электролит. Для М. и., показывающих высокую селективность, второй тип проводимости не характерен. Точные измерения электрич. проводимости М. и. обычно проводят на переменном токе (1—2 кгц) при термоста-тировании с точностью ±(0,02—0,1)°С.

Определение электрич. проводимости в обычной электрохимич. ячейке является основным технологич. методом контроля качества М. и. Мембрану помещают в ячейку между двумя р-рами электролита, в к-рые опущены контрольные электроды. Электрич. сопротивление М. и. находят по разности сопротивлений ячейки с мембраной и без нее. Погрешность таких измерений ±(4—6)%. Несколько меньшей погрешности удается достичь измерениями с разбавлением электролита и экстраполяцией полученных значений электрич. сопротивления М. и. к нулевой концентрации электролита. Однако с понижением концентрации р-ра от 0,01 н. до 0,001 н. погрешность измерения возрастает в 10 раз. Этот метод дает суммарные значения электрич. проводимости (собственно мембраны и р-ра полиэлектролита, находящегося в мембране). К тому же постоянная ячейки различна при наличии и в отсутствие мембраны и сильно зависит от ее толщины. Рекомендуемое расстояние между электродами должно быть в 2—3 раза больше, чем толщина мембраны; отклонение от этого значения сильно увеличивает погрешность измерения.

Более точный метод определения электрич. проводимости М. и.— контактный, по к-рому измеряют сопротивление набухшей мембраны с помощью контактных электродов из платинированной платины. Этот метод позволяет измерять электрич. проводимость М. и. как в электролитах, так и в дистиллированной воде. Погрешность метода ±(1—2)%. Недостатком метода является зависимость контактного потенциала на границе мембрана — электрод от свойств мембраны и электрода. Этот недостаток частично устраняется при использовании четырехэлектродных измерительных ячеек. В этом случае измерения проводят с помощью двух подвижных электродов, подобно тому, как это делается при измерении электрич. сопротивления в поляризующихся системах на постоянном токе.

Степень набухания М. и. оценивается как соотношение объемов мембраны в набухшем и сухом состоянии или как соотношение линейных размеров М. и.

Показатель гидродинамич. проницаемости М. и. для растворителя оценивается на конкретных р-рах в специальной ячейке по количеству растворителя, проходящего через единицу площади мембраны в единицу времени при приложении выбранного избыточного давления по одну сторону мембраны.

Содержание ко ионов (т. е. ионов, несущих одноименный заряд с фиксированными ионами мембраны) в М. и. определяют по количеству ионов, вымываемых водой из мембраны, находившейся в контакте с 0,1—0,5 н. р-ром электролита. В качестве Кононов используют аналитически легко определяемые ноны С1, Вг, Ва, Са. В табл. 1 и 2 приведены физико-химнч. показатели ряда отечественных и зарубежных мембран.

Применение. М. и. позволяют проводить химич. процессы с минимальным расходом реактивов, использованием наиболее удобного и дешевого вида энергии — электрич. энергии.

Электродиализ с использованием М. и. в качестве сепараторов, не пропускающих или ограниченно пропускающих ионы, широко применяют для опреснения соленых вод и для удаления электролитов из коллоидных р-ров и суспензий под действием электрич. тока. Солесодержание опресненных вод колеблется от 0,3 до 0,5 г/м3.

Известно использование электродиализа с М. и. для регенерации травильных р-ров и в электрохимич. синтезе при получении щелочей, к-т, замене ионов в солях. Ряд стран успешно эксплуатирует подобные установки для получения поваренной соли из морской воды. Наряду с ионообменными процессами можно проводить и окислительно-восстановительные, напр. электрохимич. синтез фторидов урана из уранилнитрата. В случае р-ров, содержащих ионы тяжелых металлов или их комплексы большого объема, перенос металлов через М. и. незначителен, и электродиализ используют

177

178

Амфион, тип 310

Нептон СР-61

Нептон АР-111

Ионак МС3142, МС 3235,

МС340Х

Ионак МА 3148, МА 3236,

МА3475Х

Асимплекс СК-1, ДК-1 ....

Асимплекс СА-1, ДА-1

Селемион СМ-10, CMV-10, CSG

Селемион АМТ-10, AST

Пермаплекс С-20 Пермаплекс А-20 Налфилм 1-4 . .

* а обозначении марок катионоооменных м. и. присутствует буква «О, анионообменных М. и. — буква «А» основе фторопластов. *** Гетерогенная М. и. на основе поливинилхлорида. **** М. и., усиленные стекловолокном.

на

для регулирования кислотности среды и изменения ее ионного состава.

Широко используют М. и. в пищевой пром-сти для очистки злектродиализом соков, сывороток, молока, сиропов и т. п. Весьма интенсивно применяют М. и. в медицине, напр. в аппаратах типа «искусственная почка».

Электрохимич. регенерация ионообменных смол представляет одну из разновидностей электродиализа, когда вместо р-ра электролита обессоливанию подвергают водную суспензию катионита или анионита. Электрохимич. регенерация позволяет получить без затрат химических реагентов концентрированные растворы сорбированных ионитами веществ, что весьма важно для процессов, где необходимо применять специальные методы обезвреживания сбросных вод. Метод электрохимич. регенерации м. б. использован для регенерации смесей катионит — анионит и для регенерации полиамфолитов.

Свойство М. и. при фильтрации водных р-ров под гидростатич. давлением пропускать воду и задерживать соли широко используется для получения чистой воды (способ гиперфильтрации). Создание М. и. с высокими механич. характеристиками и селективностью и успехи технологии изготовления трубчатых мембран обеспечили широкое развитие гиперфильтрации. Этот способ экономичнее др. способов обессоливания с помощью М. и. и, кроме того, обеспечивает наименьшее содержание солей в воде; в отличие от электродиализа его экономическая эффективность возрастает с повышением солесодержания в воде. Гиперфильтрация используется также для обессоливания и очистки сточных вод.

Топливные элементы с использованием М. и. позволяют создать весьма малогабаритные, эк

страница 47
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248 249 250 251 252 253 254 255 256 257 258 259 260 261 262 263 264 265 266 267 268 269 270 271 272 273 274 275 276 277 278 279 280 281 282 283 284 285 286 287 288 289 290 291

Скачать книгу "Энциклопедия полимеров. Том 2 (Л-Полинозные волокна)" (22.63Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
обучение в программе автокад
пламягаситель вместо катализатора fiat
brabantia
плафон такси командир

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(04.12.2016)