Language
Country/Area
No result found
Please try again with a different
query
"Never
Stop
Questioning"
Суперсила мембран: как бороться с концентрационной поляризацией и повысить эффективность разделения?
<р>
В развитии мембранной науки и технологии «концентрационная поляризация» является важнейшей концепцией. Это явление относится к избирательному переносу определенных видов через мембрану, что приводит к образованию градиента концентрации на границе раздела мембрана/раствор. Это влияет не только на функциональность мембраны, но и на эффективность различных процессов разделения.
<р> В электрохимических процессах также существует концентрационная поляризация. При прохождении тока через границу раздела электрод/раствор изменения концентрации электролита приводят к возникновению поляризации. Под «поляризацией» здесь понимается изменение разности потенциалов в электрохимической ячейке по сравнению с равновесным значением. Возникающий градиент концентрации напрямую влияет на скорость электрохимической реакции. <р> В процессе мембранного разделения способность мембраны избирательно переносить различные вещества определяет ее эффективность разделения. Например, при обратном осмосе концентрация одних веществ на поверхности мембраны увеличивается, а концентрация других веществ уменьшается, поскольку они избирательно транспортируются. Это приводит к разбавлению концентрации перед мембраной, что еще больше усугубляет явление концентрационной поляризации.Концентрационная поляризация является неотъемлемой чертой всех процессов мембранного разделения и влияет на эффект разделения и срок службы мембраны.
<р> При разделении газов или других мембранных процессах, таких как нанофильтрация, ультрафильтрация и микрофильтрация, наличие градиента концентрации приводит к увеличению диффузионного потока растворителя и уменьшению потока вещества в мембране. Этот дисбаланс в конечном итоге приведет к достижению системой устойчивого состояния, в котором поток в мембране будет соответствовать потоку в жидкости, причем эффективность этого процесса будет зависеть от внешнего давления и селективности мембраны. <р> Для снижения влияния концентрационной поляризации эффективными методами стали увеличение скорости потока раствора между мембранами и использование перегородок для создания турбулентности. Эта технология позволяет эффективно повысить степень перемешивания раствора, уменьшить толщину диффузионного пограничного слоя и, таким образом, повысить эффективность разделения.По мере продвижения процесса работы мембраны скорость потока определенного вещества будет уменьшаться, что повлияет на скорость и эффект разделения.
<р> Кроме того, во время электродиализа применение более высоких напряжений может дополнительно перемешивать растворы, создавая явление, известное как электроконвекция. Это явление обусловлено объемным переносом в заряженном растворе, происходящим в присутствии электрического поля, что существенно повышает общую эффективность разделения. <р> Благодаря быстрому развитию микрофлюидики многие новые идеи нашли применение в мембранной технологии, особенно в опреснении воды и других областях применения. Эти междисциплинарные концепции продолжают открывать новые возможности для будущего мембран. <р> Как можно еще больше усовершенствовать мембранную технологию, чтобы добиться более высокой эффективности разделения при решении проблемы концентрационной поляризации? Это остается важной темой и проблемой в исследованиях мембранной науки.«Конвекция, вызванная током, позволяет плотности тока в разбавленных растворах быть значительно выше предельной плотности тока».
Trending Knowledge
Энергетическая загадка аккумуляторов: почему концентрация электролита влияет на производительность?
<р>
В аккумуляторной технологии ключевую роль играет концентрация электролита, которая напрямую влияет на производительность и срок службы аккумулятора. В настоящее время ученые, изучающие акк
Фантастическое путешествие электролитов: что происходит с концентрационной поляризацией при протекании тока?
Когда электрический ток протекает через раствор электролита, происходит тихая концентрационная поляризация, которая не только влияет на электрохимический процесс, но и оказывает глубокое воздействие н
Секрет мембранной технологии: как изменить поток воды посредством избирательного транспорта?
С ростом глобального спроса на чистые водные ресурсы мембранные технологии стали важным методом решения проблем водных ресурсов. Среди них концентрационная поляризация является ключевым понятием, особ