Механизм и кинетика мембранных процессов

Классификация методов мембранного разделения. Типы мембран.

Методы мембранного разделения можно классифицировать по разным признакам.

Классификация мембранных процессов по виду основной движущей силы процесса:

- градиент давления – барометрические процессы (обратный осмос, нано-, ультра- и микрофильтрация)

- градиент концентраций – диффузионно - мембранные процессы (диализ, испарение через мембрану, мембранное разделение газов др.)

- градиент электрического потенциала – электромембранные процессы (электролиз, электроосмос и др.)

- градиент – термомембранные процессы (мембранная дистилляция и др.)

Возможно сочетание двух или трех названных выше движущих сил.
Типы мембран:

Мембрана – полупроницаемая перегородка, пропускающая определенные компоненты жидких или газовых смесей.

Для изготовления мембран применяют различные полимеры (ацетаты целлюлозы, полиамиды, полисульфон и др.), керамику, стекло, металлическую фольгу и др.

В зависимости от механической прочности их подразделяют на уплотняющихся (полимерные) и с жесткой структурой, а также пористые и непористые (диффузионные).Встречаются жидкие мембраны.

Полимерные мембраны, изготавливаемые из полимерных материалов вымыванием предварительно введенных добавок или бомбардировкой - частицами с последующим травлением химическими реагентами, обладают узким распределением размеров пор.

Металлические мембраны получают выщелачиванием одного из компонентов сплава. Их достоинства заключаются в механической прочности, однородности структуры.

Керамические мембраны относятся к композитным материалам и изготавливаются двух- или трехслойными. На подложку с более крупными порами наносится тонкий мембранообразующий слой. Их основным преимуществом является химическая стойкость, что позволяет использовать для разделения агрессивных сред.

Мембраны из микропористого стекла получают путем кислотной обработки, при которой из стекломассы удаляются отдельные составляющие. Они также обладают химической стойкостью и жесткой структурой.

Единого механизма, справедливого для всех мембранных процессов нет, механизмы могут отличаться. Однако, в любом случае, необходимо учитывать три тосновных фактора и их взаимосвязь:

- структуру мембраны по толщине (пористая, непористая, изотропная)

- физико-химические свойства разделяемой смеси,

- взаимодействие мембраны с разделяемой смесью.

Дата добавления: 2014-01-07