Коллоидно-химические характеристики микрофильтрационных мембран и монодисперсных безэмульгаторных полистирольных латексов в растворах 1:1-зарядных электролитов

• Автор: Приписнова, Валентина Александровна
• Шифр специальности: 02.00.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 232 с. : ил.

Введение стр.

Глава 1. Обзор литературы.

1.1. Баромембранные методы разделения жидких смесей стр.

1.2. Общая характеристика мембран, используемых для баромембранных процессов стр.

1.3. Методы определения структурных характеристик и баросслектив

ности полимерных мембран стр.

1.4. Элсктрокинетические свойства бароселективных полимерных мембран стр.

1.5. Основы классических представлений об устойчивости дисперсных

систем стр.

Глава . Объекты исследовании к методики эксперимента.

.1. Объекгы исследования стр.

.1.1. Мембранные фильтры стр.
.1.2. Модельная система плоскопараллельный капилляр из кварцевого стекла, покрытый ацетил целлюлозной пленкой стр.
.1.3.Монодисисрсные безэмульгаторные полистнрольные латсксы. стр.
.1.4. Суспензия аэросила ОХ. стр.
.2. Методики эксперимента стр.
.2.1. Определение общей пористости и толщины мембран стр.
.2.2. Определение коэффициента гидродинамической проницаемости мембран стр.
Н.2.3. Определение максимального размера пор мембраны методом Боруса Бсхольла стр.
.2.4. Определение заряда поверхности мембран и дисперсных частиц стр.
П.2.5. Измерение электропроводности мембран стр.
.2.6. Измерение сопротивления плоскопараллельного капилляра
из кварцевого стекла стр.
.2.7. Определение чисел переноса ионов в мембранах стр.
.2.8. Определение элсктрокиисгичсского потенциала мембран и плоскопараллельного капилляра капиллярнопористых систем методом потенциала течения стр.
.2.9. Определение элсктрокиисгичсского потсициаэа частиц ла
тексов стр.
.2 Определение коагулирующей концентрации для частиц латекса в растворах элскгролита. стр.
.2Л1. Определение задерживающей способности микрофильтра
ционных мембран стр.
Глава III. Результаты эксперимента и их обсуждение.
III. 1. Структурные и электроповерхностные характеристики ацетил стр.
целлюлозных мембран.
1.1.1. Структурные характеристики ацетилцеллюлозиых мембран, сгр. 5 Гидродинамическая проницаемость мембран.
Толщина и общая пористость мембран.
Коэффициент структурного сопротивления мембран.
Средний радиус пор мембран.
Максимальный размер пор мембран.
III. 1.2. Электроповерхностные свойства мембранных фильтров. стр. 0 Емкость обмена и заряд мембран.
Электропроводность мембран.
Числа переноса ионов в мембранах.
Электрокииетический потенциал ацетилцеллюлозиых и нитроцеллюлозной мембран и систем.
Электрокииетический потенциал модельной системы плоскопараллельный капилляр ацетилцеллюлозная пленка.
Модификация поверхности ацетил целлюлозной микрофильтрационной мембраны и модельной системы катионным красителем оксазином1.
1.2. Электроповерхностные характеристики частиц безэмульгаторно стр. 8 го полистирольного латекса
1.2.1. Поверхностный заряд латексных частиц стр.
Ш.2.2. Электрокииетический потенциал дисперсий полистироль стр.
ных лагсксов Ц0.3 и Ц0.4.
II 1.2.3. Исследование устойчивости суспензий нолистирольных ла стр.
тексов Г.3, ЬС0.
Ш.З. Исследование закономерностей фильтрации суспензий латсксов и стр. 5 аэросила через микрофильтрационные мембраны.
Выводы сгр.
Литература


Отмечено, что модификация РПР слоем геля приводит к виду функции эффективного распределения пор мембраны по размерам близкому к логарифмически нормальной функции. В работе Полоцкий и Черкасов также показали применимость нормальнологарифмического распределения для описания кривых задержания для различных типов ультрафильтрационных мембран, что позволило получить универсальную кривую задержания и найти связь между ее параметрами дисперсией, срсднсвссовой и номинальной молекулярными массами задержания. Ценность аналитического представления состоит еще и в том, что появляется возможность прогнозирования и оптимизации процессов. Экспериментальные данные, полученные для различных мембран, подтверждают справедливость аппроксимации кривых задержания нормальнологарифмической функцией распределения. Помимо чисто практического применения, вывод о нормалыюлогарифмичексом характере кривых задержания может иметь и теоретическую ценность свидетельствовать о некоем общем для разных типов мембран механизме образования пор. В работе проиллюстрировано влияние роста гелевой поляризации увеличение Дгго на селективные свойства мембраны. Как следует из приводимых данных, в начальный период фильтрации при малых Дгго наблюдается проскок, т. ВМС, полностью задерживаемых мембраной в стационарном режиме. Кроме того, показано существенное позитивное влияние, которое оказывает явление гелевой поляризации на селективность мембран, приводя к существенному сужению их кривых задержания. Предложенный механизм селективности позволяет лучше понять закономерности микрофильтрационного разделения суспензий. С точки зрения такого механизма, образование на поверхности микрофильтрационных мембран гелевых слоев, играющих роль динамических мембран, является, но сути, завершающей стадией описанной выше модификации РПР. Компенсация этих потоков достигается ростом толщины динамической гелевой мембраны. Таким образом, авторы пришли к выводу, что селективные свойства мембран определяются совокупным влиянием трех факторов видом функции РПР. Очевидно, в частности, что параметр Дг, характеризующий влияние гелевой поляризации на селективность, определяется концентрацией раствора, исходной проницаемостью, коэффициентами диффузии и вязкости растворенных компонентов, гидродинамикой в иадмембранном пространстве, концентрацией гелеобразован и я и др. Такое многообразие трудно учитываемых факторов делает пока невозможным количественное описание предложенного механизма. Однако даже качественное рассмотрение ультра и микрофильтрации на основе поляризационной модели позволяет объяснить такие закономерности процессов, как существование критического отношения размеров частиц и пор, логарифмическую нормальность кривых задержания, особенности начального этапа фильтрации. Проведенное Черкасовым и коллегами сопоставление экспериментальных кривых фаг с расчетными показало, что теория не объясняет существование резкой Бобразной зависимости ср от аг. Повидимому, для ее объяснения необходимо учесть весьма существенный параметр процесса фильтрации перемешивание раствора. В этом случае, кроме нормальной силы, увлекающей частицы в пору и пропорциональной размеру поры, на частицу действует препятствующая этому сила, направленная тангенциально поверхности и пропорциональная размеру частицы. Прохождение частицы в пору при этом рассмотрении должно осуществляться при отношении тангенциальной и нормальной сил т. Уменьшение перемешивания должно сдвигать критическое отношение в область больших значений. На опыте это должно проявляться в уменьшении коэффициент селективности при уменьшении скорости перемешивания. Качественное подтверждение предложенного механизма получено на опыте. В работе рассматривается другая модель механизма ультрафильтрации, в которой важная роль отводится осмотическому давлению для явления микрофильтрации этот эффект выражен очень слабо. Так как концентрация у поверхности мембраны См значительно больше объемной концентрации, возникает осмотическое давление раствора па мембранную поверхность, уменьшающее ДР.