ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
С увеличением концентрации анилина в исходном растворе коэффициент задержания мембраны по анилину вначале
возрастает, затем несколько снижается. Вероятно, это связано с наличием двух параллельных эффектов: ассоциацией по-
лярных молекул анилина и воды за счёт образования водородных связей [65 – 68] и уменьшением при этом доли анилина
в конвективном потоке через мембрану за счёт стерических ограничений (коэффициент задержания повышается), и уве-
личением диффузионного потока анилина через мембрану за счёт увеличения градиента концентрации (коэффициент
задержания уменьшается). Преобладание одного эффекта над другим и приводит к росту или снижению коэффициента
задержания мембраны.
Коэффициент задержания мембраны по уротропину при повышении его концентрации в исходном растворе при
фиксированном значении концентрации анилина, несколько возрастает (см. рис. 3.3). Как слабо сорбирующееся поверх-
ностью мембраны вещество уротропин переносится и конвективным потоком, при этом доля уротропина в конвективном
потоке зависит от толщины слоя «связанной воды» в пограничном слое [20].
В пользу данного эффекта говорит и тот факт, что коэффициент задержания мембраны по уротропину (см. рис. 3.2) с
увеличением концентрации анилина падает. Из-за сорбции анилина происходит обезвоживание активного слоя мембраны
[65] и изменение структуры пограничного слоя, в результате чего коэффициент задержания по уротропину понижается.
По сравнению с мембраной МГА-95К мембрана ОПМ-К обладает по анилину значительно большим коэффициентом
задержания. Коэффициент задержания мембраны ОПМ-К по анилину с ростом концентрации уротропина (при фиксиро-
ванном значении концентрации анилина) возрастает, при увеличении концентрации анилина – возрастает, затем несколь-
ко снижается (см. рис. 3.2). С увеличением концентрации уротропина (концентрация анилина постоянна) коэффициент
задержания мембраны по уротропину повышается. При добавлении анилина наблюдается рост коэффициента задержания
по уротропину, затем коэффициент задержания уменьшается (рис. 3.4).
Различие в величине коэффициента задержания мембран можно объяснить следующим образом: мембрана ОПМ-К
имеет положительный заряд активного слоя, а мембрана МГА-95К отрицательный [13], что определяет величину сил ад-
сорбционного взаимодействия растворённых веществ и материала активного слоя мембраны [63, 64].
В целом зависимости коэффициента задержания по отдельным компонентам от их концентраций имеют для мем-
бран обоих типов близкий характер, из чего можно сделать вывод об одинаковом механизме массопереноса для этих
мембран.
Проведённые исследования выявили возможность разделения многокомпонентных растворов низкомолекулярных
органических веществ, содержащих анилин и уротропин обратным осмосом, и позволяют сделать следующие предполо-
жения:
1. При разделении многокомпонентных растворов низкомолекулярных органических веществ обратным осмосом
добавление неполярных хорошо растворимых веществ приводит к возрастанию коэффициента задержания по второму
компоненту (полярному слаборастворимому органическому веществу).
2. Рост концентрации полярного слаборастворимого вещества приводит к падению коэффициента задержания по
обоим компонентам (полярному и неполярному).
3. Основное влияние на снижение удельной производительности оказывает полярное слаборастворимое органиче-
ское вещество.
Для расчётов коэффициента задержания мембран при разделении многокомпонентных растворов нами предложена
формула (3.1), полученная из известной формулы [60] путём замены толщины диффузионного слоя, заимствованной из
работы [69]:
⋅⋅
−
−−
−+
−=ϕ
wD
kG
P
kkG
kk
p
p
0
3
д
2
1
0021,0
exp
δ
exp11
1
1
1
1
, (3.1)
где G – удельная производительность мембраны; w – скорость движения раствора в межмембранном канале, м/с; P
д
–
диффузионная проницаемость мембраны, м
2
/с; δ – толщина мембраны; D
0
– коэффициент диффузии в растворе; k
1, 2, 3
–
числовые коэффициенты.
Для исследованных растворов и мембран значения коэффициента задержания приведены в табл. 3.1.
Таблица 3.1
Мембрана Раствор
1
k
2
k
3
k
Анилин + 50 0,001 0,01
МГА-
95К
Уротропин 0,1 20 10
Анилин + 1 0,025 2
ОПМ-К
Уротропин 0,1 20 10
Расхождения рассчитанных по формуле (3.1) и экспериментальных данных не превышают ±20 %.
Важными характеристиками процесса обратноосмотического разделения являются удельная производительность
или удельный поток растворителя через мембрану.
Известно [10 – 15, 30, 31, 36], что удельная производительность мембран зависит от ряда факторов: природы мем-
бран и растворов, концентрации растворённого вещества, температуры раствора, рабочего давления, гидродинамической
обстановки над мембраной и т.п.
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 17
- 18
- 19
- 20
- 21
- …
- следующая ›
- последняя »
