Сорбция и гидратация в системе катионообменная мембрана - основная аминокислота - вода

• Автор: Крисилова, Елена Викторовна
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Воронеж
• Количество страниц: 164 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

АББРЕВИАТУРЫ И УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ИОНООБМЕННЫЕ МЕМБРАНЫ В РАСТВОРАХ АМИНОКИСЛОТ (ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ)

1.1. Равновесие в системе мембрана — аминокислота

1.1.1. Сорбция аминокислот ионообменными мембранами

1.1.2. Изменение гидратации мембран при сорбции

органических веществ

1Л.З. Сорбция и состояние поверхности мембран

1.2. Массоперенос аминокислот и воды в ионообменных мембранах
1.2.1. Электропроводность и диффузионная проницаемость ионообменных мембран в растворах аминокислот
1.2.2. Электроосмотический перенос воды в
электромембранных системах с растворами аминокислот
1.2.3. Особенности транспорта аминокислот через
ионообменные мембраны при электродиализе
1.3. Разделение и концентрирование аминокислот методом электродиализа
1.3.1. Концентрирование веществ электродиализом
1.3.2. Отделение аминокислот от минеральных и
органических компонентов
1.4. Заключение к обзору литературы
ГЛАВА 2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1. Основные аминокислоты, их физико-химические свойства и
методика анализа
2.1.1. Физико-химические свойства основных аминокислот
2.1.2. Методика определения основных аминокислот

2.2. Ионообменные мембраны, используемые в работе
2.3. Методика определения ёмкости ионообменных мембран и получения изотерм сорбции
2.4. Методика определения влагосодсржания
2.5. Методика изониестирования
2.6. Методика получения ИК-спектров образцов мембран
2.7. Исследование поверхности мембран методом атомносиловой микроскопии
2.8. Методика электродиализа
ГЛАВА 3. ОСОБЕННОСТИ СОРБЦИИ ОСНОВНЫХ АМИНОКИСЛОТ ИОНООБМЕННЫМИ МЕМБРАНАМИ
3.1. Сорбция в системе «гетерогенная ионообменная мембрана -раствор аминокислоты»
3.1.1. Влияние строения боковых групп аминокислот
3.1.2. Влияние ионной формы аминокислоты
3.2. Сорбция в системе «гомогенная ионообменная мембрана
раствор аминокислоты»
ГЛАВА 4. ИЗМЕНЕНИЕ ГИДРАТАЦИИ И СТРУКТУРЫ ИОНООБМЕННЫХ МЕМБРАН ПРИ СОРБЦИИ АМИНОКИСЛОТ
4.1. Сорбция водяных паров ионообменными мембранами в водородной и аминокислотных формах
4.1.1. Сорбция водяных паров гетерогенной мембраной МК
4.1.2. Сорбция водяных паров гомогенной ионообменной мембраной МФ-4СК
4.1.3. Влияние природы и надмолекулярной структуры полимерной матрицы на гидратацию сульфокатионообменников
4.2. Оценка гидратации сульфокатионообменных мембран по данным ИК-спектроскопии
4.2.1. Гидратация гетерогенной мембраны МК
4.2.2. Гидратация гомогенной мембраны МФ-4СК
4.3. Состояние поверхности сульфокатионообменных мембран по данным атомно-силовой микроскопии
4.3.1. Морфология поверхности гетерогенной мембраны

4.3.2. Морфология поверхности гомогенной мембраны
МФ-4СК
ГЛАВА 5. ПРИМЕНЕНИЕ ИОНООБМЕННЫХ МЕМБРАН ДЛЯ ВЫДЕЛЕНИЯ ОСНОВНЫХ АМИНОКИСЛОТ ИЗ СМЕСЕЙ И КОНЦЕНТРИРОВАНИЯ РАСТВОРОВ МЕТОДОМ
ЭЛЕКТРОДИАЛИЗА
5.1. Разделение основных аминокислот и винной кислоты
методом электродиализа с биполярными и катионообменными мембранами
5.2. Влияние различных факторов на концентрирование растворов аминокислот методом электродиализа
5.2.1. Влияние плотности электрического тока
5.2.2. Влияние скорости потока
5.2.3. Влияние концентрации исходного раствора
5.2.4. Влияние природы ионообменных мембран
ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Перенос воды являлся причиной, ограничивающей максимальную концентрацию лактата в камерах концентрирования до 135 г/л ( исходные концентрации 49-95 г/л).
Исследован [90] процесс электродиализного концентрирования растворов муравьиной, уксусной и пропионовой кислот. Получено уравнение, описывающее транспорт воды в исследуемом процессе. Эффективность концентрирования убывает с увеличением молярной массы кислоты. В случае пропионовой кислоты наблюдали столь низкие значения потока, что авторами был сделан вывод об отравлении анионообменных мембран этой кислотой, то есть образовании на их поверхности слоя адсорбированных карбоксилат-ионов с длинными боковыми цепями, блокирующими перенос компонентов через мембрану.
Электродиализное концентрирование органических веществ является более сложной задачей, по сравнению с концентрированием минеральных ионов. Числа переноса крупных органических ионов сравнительно невысоки (0.5-0.8), что уменьшает эффективность использования тока. Кроме того, ионный состав растворов органических веществ зависит от pH, что является осложняющим фактором. Электродиализный процесс может быть осложнен отравлением ионообменных мембран органическими веществами [107].
Данные об электродиализном концентрировании растворов аминокислот в литературе крайне ограничены. Так, в патенте [119] предлагается способ концентрирования раствора лизина электродиализом. В работе [120] проведено концентрирование смеси нейтральных аминокислот (глицина, аланина, валина, серина и фенилаланина) в электродиализаторе с чередующимися биполярными и анионообменными мембранами. За счет ОН-ионов, образующихся под действием биполярных мембран, нейтральные частицы аминокислот превращались в анионы и мигрировали через анионообменные мембраны в секции концентрирования. Установлено, что по величине степени извлечения аминокислоты располагаются в ряд: в!у >