Ж И Д К И Е Э М У Л Ь С И О Н Н Ы Е М Е М Б Р А Н Ы

ЖИДКИЕ
ЭМУЛЬСИОННЫЕ
МЕМБРАНЫ
М
Е
М
это
Б
Р
А
Н
А
разделяющая
расположенная
―—
фаза,
между
двумя
другими фазами и действующая
как
активный
барьер
в
или
процессе
пассивный
переноса
вещества между этими фазами.
Виды жидких мембран:
1.Импрегнированные мембраны — мембраны, в
которых жидкость удерживается в порах твёрдой
подложки
2.Свободные мембраны — мембраны, представляющие
собой
жидкость,
разделяющую
две
другие
не
смешивающиеся в ней жидкости
3.Эмульсионные мембраны — мембраны, являющиеся
частью множественной эмульсии
Применение
ЖЭМ
1.Удаление,
выделение,
концентрирование
органических и неорганических веществ из водных
растворов и органических смесей
2.Очистка сточных вод
3.Синтез и выделение лекарственных веществ
4.Предварительное
концентрирование
деления радиоактивных отходов
продуктов
5.Предварительное
концентрирование
экстракорпоральной детоксикации
продуктов
6.Синтез кристаллических материалов с заданными
структурой и морфологией
Преимущества
ЖЭМ
1.Большая площадь поверхности
2.Высокая скорость извлечения
3.Экономия дорогих органических растворителей и
реагентов
4.Одновременное
веществ
выделение
и
концентрирование
5.Эффективная работа при низких концентрациях
6.При использовании переносчиков – существенное
увеличение селективности извлечения
Схема действия переносчика
Строение жидкой эмульсионной
мембраны типа в/м/в
Процесс функционирования жидкой
эмульсионной мембраны
Факторы, влияющие на
эффективность экстракции
1.Скорость
перемешивания
эмульгирования и контактирования
2.Концентрация
питания
извлекаемого
на
вещества
стадиях
в
фазе
3.Концентрация и природа переносчика
4.Концентрация и природа эмульгатора в мембране
5.Коэффициент обработки
6.Время контактирования
Н А Б У Х А Н И Е ― увеличение объёма
внутренней
фазы
реагента
за
счёт
трансмембранного осмотического переноса воды
У Т Е Ч К А ― процесс выхода капель
фазы реагента в фазу питания
Моделирование процесса
очистки сточных вод от
аммиака с помощью
жидких эмульсионных
мембран
Цели
эксперимента
1.Моделирование в лабораторных условиях процесса
очистки сточных вод от аммиака с помощью жидких
эмульсионных мембран
2.Исследование зависимости эффективности извлечения
от
времени
контактирования
и
сравнения
эффективности двух ПАВ, способных стабилизировать
экстрагирующую эмульсию — дешёвого ланолина и более
дорогого Span-80
Задачи
эксперимента
1.Получить жидкую эмульсионную мембрану, в которой
в качестве мембраны используется вазелиновое масло,
а в качестве фазы реагента — раствор серной кислоты
2.Провести экстракцию аммиака из модельной сточной
воды
3.Изучить зависимость эффективности
аммиака от времени контактирования
экстракции
4.Провести
разрушение
растворителями
обработкой
эмульсии
5.Сравнить
эффективность
экстракции
использовании разных эмульгаторов
при
6.На основании всех полученных данных выдать
рекомендации по наиболее оптимальному проведению
экстракции аммиака
Процесс очистки модельной сточной
воды от аммиака
ЭМУЛЬГИРОВАНИЕ
КОНТАКТИРОВАНИЕ
ОТСТАИВАНИЕ
ДЕЭМУЛЬГИРОВАНИЕ
Условия
Эксперимента
Параметры
ОПЫТ № 1
Эмульгатор
Ланолин
m(эмульгатор), г
1,0
Загуститель
V(загуститель), мл
не используется
с0FP(NH3), мM
150
ω0RP(H2SO4), %
20,3
V(RP), мл
3,0
ρ(H2SO4), кг/м3
1145
Фаза Мембраны (MP)
Вазелиновое масло
V(MP), мл
6,0
КО
33,3
V(FP), мл
100
Основным компонентом ланолина является
холестерин и его эфиры и другие вещества
стероидной природы
Результаты определения утечки
реагента
tконтак,
мин
V(0,1M HCl), мл
<V>(0,1M HCl), мл
c(NH4+), мМ
L, %
14,8
3,3
2,3
14,6
8,0
5,6
14,3
13,3
9,4
14,9
20
14,8
14,8
14,6
40
14,5
14,7
14,2
60
14,5
14,3
Результаты определения
эффективности экстракции
tконтак,
мин
V(0,1M HCl), мл <V>(0,1M HCl), мл c(NH3), М
E, %
4,4
20
4,4
4,4
0,09
39
3,9
0,08
43
3,5
0,07
45
4,4
3,9
40
3,9
3,9
3,2
60
3,7
3,5
Условия
Эксперимента
Параметры
ОПЫТ № 2
Эмульгатор
Span-80
V(эмульгатор), мл
0,1
Загуститель
Поливинилбутиловый эфир
V(загуститель), мл
0,25
с0FP(NH3), мM
150
ω0RP(H2SO4), %
20,3
V(RP), мл
3,0
ρ(H2SO4), кг/м3
1145
Фаза Мембраны (MP)
Вазелиновое масло
V(MP), мл
6,0
КО
33,3
V(FP), мл
100
Основным компонентом Span-80
является сорбитанмоноолеат
Результаты определения утечки
реагента
tконтак,
мин
V(0,1M HCl), мл <V>(0,1M HCl), мл c(NH4+), мМ
L, %
14,9
20
14,7
14,8
4,0
2,8
14,7
6,0
4,2
14,6
8,0
5,6
14,8
14,7
40
14,7
14,7
14,5
60
14,6
14,7
Результаты определения
эффективности экстракции
tконтак,
мин
V(0,1M HCl), мл <V>(0,1M HCl), мл c(NH3), М
E, %
3,7
20
3,7
3,7
0,07
48
3,5
0,07
49
2,8
0,06
58
3,7
3,8
40
3,4
3,4
2,8
60
2,8
2,7
Измерение изменения величины pH
Образец
pH
0,15M рр NH3
10,71
после 20 мин контакт.
10,01
после 40 мин контакт.
9,94
после 60 мин контакт.
9,81
исходная H2O
7,68
Результаты эксперимента по
моделированию процесса очистки
воды от аммаика
E, %
C0(NH3), M
0,15
L, %
t, мин
Ланолин
Span-80
Ланолин
Span-80
20
39
48
2,3
2,8
40
43
49
5,6
4,2
60
45
58
9,4
5,6
THE END