Ионообменные мембраны

В этой и последующих главах рассмотренные выше общие критерии равновесия и другие термодинамические соотношения используются для анализа равновесий в конкретных системах. Начнем с известных уже нам термодинамических систем, состоящих из двух или нескольких гомогенных частей с различающимися свойствами. Части системы будем считать внутренне равновесными, а любые изменения свойств — происходящими на граничных поверхностях, отделяющих одну часть системы от другой. В реальных системах -роль граничной поверхности выполняет та или иная конкретная перегородка — мембрана. Это может быть клеточная мембрана биологических объектов, селективная ионообменная мембрана электрохимического элемента и др. [c.129]

Меньшего солесодержания можно добиться только за счет снижения производительности или увеличения габаритов опреснителя и расхода энергии, что заметно ухудшает техникоэкономические показатели. Расход энергии особенно резко возрастает при увеличении глубины обессоливания. Ионообменные мембраны также оказываются весьма чувствительными к малейшим отложениям накипи, особенно гидроокиси магния, которая выпадает даже при низких температурах вследствие местного повышения концентрации ионов у поверхности мембран в рассольных камерах. Поэтому электродиализаторы находят широкое применение лишь для опреснения слабосоленых вод типа солончаковых и вырабатывают воду для коммунальных нужд, где солесодержание около 500 мгЦ не препятствует ее использованию. В этих условиях они по всем показателям превосходят дистилляционные установки. На судах, как уже отмечалось, более благоприятны условия для дистилляционных опреснителей, которые имеют значительно меньшие габариты и вырабатывают воду с солесодержанием не более 4—10 мг/л. [c.13]

Ионообменные мембраны, селективные к катиону, состояли из 60-процентной катионообменной смолы КУ-2 на полиэтиленовой связке. Основные свойства таких мембран приведены в монографии [4]. [c.272]

Ионный проводник. Он обеспечивает движение ионов и разделение окислителя и восстановителя. В качестве ионных проводников ТЭ нашли применение водные растворы электролитов, ионообменные мембраны, расплавленные и твердые электролиты. Наиболее высокую электрическую проводимость в водных растворах имеют щелочи и кислоты. Поэтому в качестве ионного проводника применяются растворы КОН и Н3 РО4. Недостатком раствора КОН является его взаимодействие [c.529]

Электролитом в ТЭ служит ионообменная мембрана, катализатором анода Pt + Ru, воздушного электрода Pt. [c.535]

Избирательная десорбция газа 148 Ионные пары 293—294 Ионообменные мембраны 136 Испарители 163 [c.324]

Для отечественных лакокрасочных материалов применяют ионообменные мембраны МК-40 и МК-41. [c.94]

При получении щелочных металлов по данному методу [1] осо-,бое внимание следует уделить материалу катода, так как щелочной металл и его пары представляют собой весьма агрессивную среду для многих материалов. Кроме того, материал катода влияет на длительность работы ионообменной мембраны и на чистоту получаемого щелочного металла. [c.93]

Выбор метода регулирования pH зависит от природы связующего, способа нейтрализации и типа самой установки. Наиболее предпочтительным методом является электродиализ, так как он может быть полностью автоматизирован и обеспечивает непрерывную подачу материала в соответствующую емкость. Кроме того, ионообменная мембрана может использоваться в течение длительного времени, если, конечно, она не будет повреждена механически. [c.278]

Методы регулирования pH. Регулирование pH осуществляется с помощью установки электродиализа. Вокруг анода устанавливается селективная ионообменная мембрана, которая пропускает ионы кислоты, образующиеся в процессе электролиза. Контроль производится автоматически с помощью аналитической аналоговой системы. Количество подаваемой из источника неионизированной воды возвратной жидкости контролируется с помощью счетчика проводимости. [c.284]

Перед измерениями мембраны предварительно обрабатывались в соответствующих растворах соляной кислоты и рабочего электролита до полного замещения ионообменных групп. [c.272]

Вольт-амперные характеристики ионообменных мембран в целом не описываются рассмотренными соотношениями термодинамики необратимых процессов. Нелинейность появляется за счет взаимодействия потоков с заряженными ионообменными группами в мембране. Таким образом, при рассмотрении процессов в ионообменных мембранах необходимо учитывать заряд мембраны. [c.275]

Ионитовые мембраны изготовляются из ионообменных смол-ионитов, представляющих собой нерастворимые в воде органические высокомолекулярные кислоты (катиониты) или основания (аниониты), активные группы которых способны к ионному обмену в растворах. [c.143]

Существуют мембраны двух основных типов гомогенные и гетерогенные. В первом случае мембрана состоит из ионообменного материала, нанесенного на инертную сетку, придающую мембране механическую прочность. В гетерогенных мембранах для создания необходимой прочности ионообменный материал тщательно перемещай с другим веществом, например с полиэтиленом. [c.147]

Эффективность процесса электродиализа во многом зависит от свойств ионообменных мембран. Различают два типа таких мембран — гетерогенные и гомогенные. Гетерогенные мембраны получают вводом частиц ионообменных материалов в пленкообразующие смолы. Ионообменные материалы имеют склонность набухать в воде, и поэтому гетерогенные мембраны отличаются малой механической прочностью. В гомогенных мембранах ионообменная часть образует единый комплекс с пленкой. Гомогенные мембраны получают или полимеризацией смеси реагентов, причем один из них должен содержать ионообменную группу, или введением ионообменных групп в уже готовые пленки. Для повышения прочности мембран их обычно формуют на упрочняющих сетках. [c.136]

Электродиализный метод заключается в отделении катодного пространства ванны перегородками из ионообменных мембран. При окраске пленкообразующее осаждается на изделии, а ионы нейтрализатора проникают через мембрану и разряжаются на катоде. Мембрана, непроницаемая для разрядившегося на катоде нейтрализатора, отделяет его от основной массы. Избыток аминов нз катодного пространства удаляют непрерывной или периодической промывкой водой. [c.220]

Степень совершенства процесса электродиализа во многом зависит от свойств ионообменных мембран. Различают два типа мембран гомогенные и гетерогенные. Качество мембран характеризуется их толщиной, склонностью к набуханию, механической прочностью, селективностью, удельным электрическим сопротивлением и т. д. Наиболее качественные мембраны имеют малое электрическое сопротивление, небольшую толщину и слабую склонность к набуханию. [c.99]

Наиболее распространенным типом топливных элементов является элемент с ионообменной мембраной, примером которого является кислородноводородный элемент, изображенный на рис. 19.2. В этом элементе две газовые полости А и В (кислородная и водородная) разделены ионообменной мембраной, которая пропускает ионы водорода Н+, но не пропускает молекулы О2 и гидроксильные группы ОН . Между поверхностью мембраны и пористыми токосъемниками нанесен слой катализатора. Ионообменная мембрана служит квазитвердым электролитом. При кислотной мембране вода образуется на кислородной стороне, откуда она в процессе работы удаляется с помощью специального устройства. Слой катализатора образует собственно пористый электрод, на развитой внутренней поверхности которого и протекает электрохимическая (т. е. токообразующая) реакция [c.594]

В наиболее распространенном кислородно-водородном ТЭ (рис. 16-10, а) две газовые полости А и В (кислородная и водородная) разделены ионообменной мембраной, которая пропускает ионы водорода и не пропускает молекулы Оа и гидроксильные группы ОН". Между поверхностью мембраны и пористыми токосъемниками нанесен слой катализатора. Ионообменная мембрана служит электролитом. При кислотной мембране вода образуется на кислородной стороне, откуда она удаляется в процессе работы. Слой катализатора образует пористый электрод, на развитой внутренней поверхности которого и протекает электрохимическая токообразующая реакция [c.279]

Основным фрагментом электромембран-ных систем, представляющих пакет из полимерных пленок и растворов электролитов между электродами, являются синтетические заряженные полимерные пленки, так называемые, ионообменные мембраны [24, 29]. [c.575]

Если в электродную ячейку поместить ионообменные мембраны катионообменную, пропускающую лишь катионы,— около катода, а анионообменную, пропускающую только анионы,— около анода, то объем ячейки будет разделен на три камеры. В этом случае в катодную камеру из средней могут проходить только катионы, мигрирующие к катоду, а в анодную— анионы, мигрирующие к аноду. Концентрация ионов в средней камере будет уменьшаться и, наоборот, в приэлек-тродных камерах увеличиваться. [c.134]

При глубоком обессоливапии через ионообменные мембраны увеличивается осмотический перенос воды из камер обессоленной воды в рассольные камеры, что приводит к ее потерям. Экспериментально показано, что при концентрации солей в камерах обессоленной воды ниже 0,02—0,04% вследствие повышения сопротивления резко возрастает расход энергии, что не позволяет экономично производить обессоливание ниже указанного предела. Образование осадков связано с повышением pH раствора в катодной камере, а также с повышением концентрации труднорастворимых веществ в рассольных камерах. [c.137]

Интенсивность перемешивания 204, 205 Ионообменная мембрана МК-41 221 Искропредупреждающие устройства 114, 115 [c.261]

Электродиализ — другой вариант мембранного метода очистки воды, в котором движущей силой процесса является электрическое поле. При наложении постоянного электрического поля на раствор в нем возникает движение ионов растворенных солей, катионы движутся к катоду, а анионы к аноду. Если в электродиализ1ную ячейку поместить ионообменные мембраны (катионо- и анионообменные), то объем ячейки будет разделен на три камеры. В катодную камеру из средней проходят только катионы, в анодную анионы. В средней камере концентрация солей будет уменьшаться, а в приэлектродных камерах увеличиваться. [c.98]

В последние годы в НИИПМ разработаны ионообменные мембраны, с применением которых возможно путем электродиализа извлекать щелочь и кислоту из отработанных регенерационных растворов [Л.17]. В настоящее время ряд электродиализных установок, построенных в различных странах, имеют производительность до 6000 м /сут опресненной воды. Этим открываются широкие возможности для использования электродиализа и в практике водоподготовки. Как показывает зарубежный опыт, применение электродиализа вод с солесодержанием от 6 до 0,5 г/кг является более экономичным по сравнению с методом испарения и даже по сравнению с развивающимся методом обратного осмоса. В настоящее время из общего количества опресненной воды в мире на долю электродиализа приходится около 5%, причем происходит непрерывный рост. На долю обратного осмоса пока приходится всего 0,1%. Объектом применения электродиализа является также очистка сточных вод с возвратом очищенной воды в цикл производства в этом отношении имеется опыт успешного применения электродиализа в химической промышленности. [c.118]

В системах электропитания КА нашли применение водороднокислородные топливные элементы, так как водород является наиболее калорийным топливом, а вода, являющаяся конечным продуктом реакции, может быть использована для технических и бытовых нужд (на космических пилотируемых кораблях и станциях). Водородно-кислородные топливные элементы в зависимости от рабочей температуры делятся на низкотемпературные (до 100 °С) и среднетемпературные (100...250 °С). В топливных элементах применяют жидкий электролит (раствор ОН), так называемый связанный электролит (асбестовая матрица, пропитанная раствором ОН) и твердый электролит (ионообменная мембрана из полимерного материала). [c.234]

Эти процессы обусловлены градиентом электрического потенциала по толщине мембран. Среди электромембранных методов наибольшее практическое применение нашел электродиализ - разделение растворов под действием электродвижущей силы, создаваемой в растворе по обе стороны разделяющей его перегородки-мембраны. Эти мембрань/, изготовленные из полимерных или неорганических материалов [поры размером (2 8)10 мкм], проницаемых для любых ионов, служат для отделения электролитов от неэлектролитов. Другой тип мембран, селективных только для катионов или только для анионов, изготовляют из ионообменных смол. Ионообменные мембраны применяют для обессоливания растворов электролитов или фракционирования ионов. [c.336]

Механизм ионного обмена. Некоторая информация о механизме ионообменных процессов может быть получена на основании представлений Доннана , относящихся к распределению электролитов по обе стороны мембраны, непроницаемой для одного из ионов. В случае ионообменной смолы поверхность раздела смола —вода можно рассматривать как мембрану, а функциональные группы как неподвижные ионы. Для катионообменной смолы в натриевой форме, помещенной в раствор поваренной соли, имеем следующие соотношения [c.204]

Селективность ионитовых мембран обусловлена наличием в них фиксированных ионогенных групп, электрическое поле которых препятствует прохождению через мембрану ионов с зарядом того же знака, что и заряд иона, фиксированного в полимерной матрице мембраны. Ионитовые мембраны изготовляются из ионообменных смол — ионитов, представляющих собой нерастворимые в воде органические высокомолекулярные кислоты (катиониты) или основания (аниониты), активные группы которых способны к ионному обмену в растворах. Чем больше в единице объема или массы ионита содержится фиксированных активных групп, тем больше обменная способность ионита и тем труднее проникнуть внутрь ионита с зарядом, одноименным заряду фиксированных групп. Поэтому, чем выше удельная обменная способность материала ионитовой мембраны, тем выше ее селективность. [c.564]

Как известно, ионитовые мембраны представляют собой пленки из ионообменных смол. Важнейшими свойствами иоиитовых мембран являются электропроводность и селективность — катионитовые мембраны проницаемы для катионов, аниоинтовые — для анионов, [c.228]

Выпускаемые DOW обратноосмотические и нанофильтрационные мембраны RLMTE являются наиболее широко применяемыми в мире в процессах очистки воды для промышленных и питьевых целей, а также при опреснении морской и получении особо чистой воды. Уникальность ионообменных смол DOWEX состоит в том, что потребителям предлагается всеобъемлющая номенклатура монодисперсных ионитов как гелевых, так и макропористых. [c.313]

Пропиточные и о Н И т о в ы е мембраны получают про-питыванием тонких пористых листовых материалов (например пергамента) водными растворами мономеров, способных при поликонденсации образовывать ионообменные смолы. Например, пропитыванием предварительно набухшего в воде пергамента раствором фенолсульфоната калия и фенола в подщелоченном КОН формалине с последующей термоо бработкой в течение 20 мин при 150°С можно получить катионоактивные мембраны высокой селакти вности (число переноса натрия 0,98) и высокой электропроводности (0,1 ом смг ). [c.146]

Течение процесса зависит от селективной проницаемости мембран в рассматриваемых условиях, поэтому их называют мембранами с селективной проницаемостью, или ионоселективными мембранами. Как уже отмечалось, ионообменные материалы представляют собой насыщенные водой полиэлектролитные гели, содержащие активные группы. Во влажном состоянии они обеспечивают высокую концентрацию способных к обмену ионов, которые могут свободно перемещаться под действием разности потенциалов, так как являются хорошим проводником электрического тока. Почти весь ток, проходящий через насыщенную водой мембрану из такого материала, переносится подвижными ионами активных групп. Разность потенциалов по сторонам катиони-товой мембраны, помещенной в раствор поваренной соли, приводит к движению ионов натрия через мембрану в одном направлении и почти не вызывает движения ионов хлора в противоположном направлении. Через аниоиитовую мембрану, погруженную в такой же раствор, ток переносится в основном ионами хлора. [c.144]

Электродиализные мембраны чаще всего изготовляют на основе ионообменных смол из полистирола, сшитого дивинилбензолом. Эти материалы представляют собой полимерные композиции гетерогенного типа, состоящие из [c.575]

Метод диализа, представляющий собой вспомогатель ный лабораторный метод разделения высоко- и низкомоле кулярных компонентов на полупроницаемых мембрана вследствие осмоса или ионного обмена, может быть зна чительно ускорен при наложении постоянного электри ческого поля. В электродиализных установках раство очищаемых от ионных примесей макромолекул поме щается между полупроницаемыми мембранами. Межд5 электродами и мембранами пропускается раствор, име ющий значительно меньшую ионную силу. На электродь подается постоянный потенциал, и в результате электро осмоса очищаемый раствор постепенно обедняется ионами Для увеличения пропускной способности установок для электродиализа их делают многокамерными, используют ионообменные гранулированные наполнители камер. [c.152]

В процессе электролитического золочения в цитратных электролитах, как правило, происходит накопление избыточных катионов калия и повышение, таким образом, щелочности электролитов. Корректировку pH обычно производят добавлением в электролит лимонной кислоты, однако это приводит к нарушению работы ванны непрерывному возрастанию концентрации солей калия изменению состава продуктов анодного окисления цитрат-ионов снижению качества покрытий увеличению количества свободных цианидов в электролите и т. д. Более эффективна корректировка с помощью ионитовых мембран. Ионитовая мембрана представляет собой гибкий полимерный лист, импрегнированный порошком из ионообменной смолы. В качестве катионитовых мембран используют мембраны МКК, МК-40, МКЛ. При использовании ионитовых мембран происходит селективная очистка от нежелательных примесей. [c.705]

Мембранные процессы по природе движущей силы подразделяются на электромембранные, протекающие под действием электрических сил, и обратноосмотические, протекающие под действием внешнего давления. Основой электромембранных процессов является электродиализ — перенос ионов через ионообменные и нейтральные мембраны. В основе обратного осмоса лежит процесс переноса растворителя, например воды, через полупроницаемую мембрану под действием внешнего давления. Ниже рассматриваются процессы разделения жидких смесей обратным осмосом, реализуемые путем гиперфильтрации (низкомолекулярные смеси) и ультрафильтрации (макромолекулярные и коллоидные смеси). [c.64]

В вакуум-электрохимическом способе получения щелочных металлов высокой степени чистоты однощелочное стекло используют как селективную ионообменную мембрану, разделяющую катодное и анодное пространства [1]. Чистота получаемого металла определяется селективностью стеклянной мембраны и чистотой [c.81]

При электродиализном методе катодное пространство ванны отделяется перегородками из ионообменных мембран, в результате чего в процессе окраски пленкообразователь осаждается на изделии, а ионы нейтрализатора проникают через мембрану и разряжаются на катоде. При применении этого метода корпус ванны изолируется (обычно эпоксидными компаундами) и в нем устанавливаются диализные карманы с ме.мбранами (размеры до 0,5 XI>5 м). Катионообменные мембраны изготовляются из листов синтетических материалов (например, найлона), а также [c.114]

Если избыточная энергия AQ — это выделившееся в результате реакции тепло, то мы имеем дело с процессом горения или работой накоротко замкнутого Топливного элемента. Чтобы избежать этого непродуктивного тепловыделения, разделяют пути электронов и ионов для внешней цепи с потребителем тока используется металл (проводник для электронов и изолятор для ионов), для внутренней (проводник ионов) — электролит (Традиционный и дадеко не лучший вариант), ионообменные пластины (пропускают Н+), пористые материалы, асбестовые мембраны (пропускают ОН" и т. п.) и т.д. (рис. 39). [c.87]

ПринциБ действия применяемых в электродиализе ионообменных мембран рассмотрим на примере анионообменной мембраны. Эта мембрана содержит катионные группы, фиксированные в матрице смолы, из которой формуется мембрана. [c.337]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...