 |
|
|
|
[ На предыдущий раздел]
4.3. Использование селективных и производительных характеристик
для определения толщины селективного слоя УФ мембран
Толщина селективного слоя ( lS) является, наряду с размером пор, основной характеристикой структуры УФ мембраны. Определение толщины селективного слоя является достаточно сложной задачей, что связано как с неопределенностью самого этого понятия, так и с необходимостью применения сложных и трудоемких методик для определения величины lS (см., например, [10]). Однако оценка толщины селективного слоя мембраны может быть успешно проведена с использованием данных калибровки [8].
Так, подставляя (4) в уравнение Хаагена-Пуазейля и используя связь между стоксовским радиусом и массой молекулы глобулярного белка (2), можно получить выражение для определения величины lS с использованием только производительных и селективных характеристик мембраны:
|
Jo = K2(  )–1ML0,76 ,
|
(11) |
где J0 – поток воды при давлении 1 атм, К2 = 1,96 10–13 (г/моль)–0,76 м2/с – постоянная, а f0 – эффективная пористость.
Определяемая по (11) величина ( lS/f0), имеет усреднение вида
где суммирование идет по слоям мембраны ( lSi), имеющим постоянные значения радиуса пор (Rhi) и пористости (f0i).
Погрешность определения приведенной толщины селективного слоя определяется погрешностью критического отношения ~50%, точностью определения фильтрационного потока ~10% и величины MWCO ~10–20% и составляет величину ~80%. Если учесть, однако, что диапазон изменения величины lS составляет около 4-х порядков (от 102 мкм для изотропных до 10–2 мкм для асимметричных мембран), такую точность определения толщины селективного слоя можно признать вполне удовлетворительной.
Большим достоинством уравнения (11) является его универсальный характер, поскольку определение ( lS/f0) проводится с использованием только фильтрационных методов, что позволяет анализировать любые типы УФ мембран*.
Уравнение (11) является основой для современной системы классификации УФ мембран по толщине селективного слоя [33]. Так, если данные для серии УФ мембран, различающихся по размерам пор ( ML), но имеющих постоянное отношение (lS/f0), нанести на классификационную диаграмму log J0(log ML), точки должны лечь на прямую с наклоном 0,76 к оси абсцисс. Линия АВ, нормальная серии прямых с постоянными отношениями (lS/f0), является осью этого параметра (рис. 7).
Наиболее интересным является факт, что, когда на такую диаграмму нанесли значения MWCO и проницаемостей для основных серий коммерческих мембран, точки для каждой серии легли на прямую с постоянной величиной (lS/f0), т. е. оказалось, что мембраны одной серии характеризуются, как правило, постоянной приведенной толщиной селективного слоя [33, 8].
Учитывая, что пористость высокоасимметричных мембран достигает десятых долей процента [10, 11], видно, что толщина селективного слоя может варьироваться от величины ~100 мкм (изотропные мембраны Сарториус SM-115-121 и Владипор УАМ) до 10–2 мкм (предельно асимметричные мембраны Диафло РМ и Гельман, Омега). При этом, поскольку при построении диаграммы используются только селективные и производительные характеристики мембран, возникает возможность наглядно сопоставлять любые произвольные мембраны по их структурным характеристикам, а также сравнить их с мембранами основных коммерческих серий.
[ На следующий раздел] [На Содержание]
Copyright ©
|
|
|
|
Для того, чтобы мы могли качественно предоставить Вам информацию, мы используем cookies, которые сохраняются на Вашем компьютере (сведения о местоположении; ip-адрес; тип, язык, версия ОС и браузера; тип устройства и разрешение его экрана; источник, откуда пришел на сайт пользователь; какие страницы открывает и на какие кнопки нажимает пользователь; эта же информация используется для обработки статистических данных использования сайта посредством интернет-сервисов Google Analytics и Яндекс.Метрика). Нажимая кнопку «СОГЛАСЕН», Вы подтверждаете то, что Вы проинформированы об использовании cookies на нашем сайте. Отключить cookies Вы можете в настройках своего браузера.
Сервер создается при поддержке Российского фонда фундаментальных исследований
Не разрешается копирование
материалов и размещение на других Web-сайтах
Вебдизайн: Copyright (C) И. Миняйлова и В. Миняйлов
Copyright (C) Химический факультет МГУ
Написать письмо редактору
|
( 
) ,