Сорбционные характеристики и диффузионная проницаемость анионообменной мембраны МА-41 в растворах молочной кислоты

Аннотация

Работа посвящена изучению закономерностей ионного и молекулярного транспорта в системе «молочная кислота – хлорид натрия – анионообменная мембрана МА-41». Построены кинетические кривые ионообменной сорбции молочной кислоты, показано, что время достижения максимальной рабочей обменной емкости мембраны составляет от 35 до 80 минут в зависимости от концентрации раствора. Получены изотермы обменной сорбции и необменного поглощения молочной кислоты в диапазоне концентраций раствора 0.03-0.15 моль/дм³. Изотерма обменной сорбции описывается уравнением мономолекулярной адсорбции Ленгмюра с высоким коэффициентом корреляции. Величина необменного поглощения молочной кислоты заметно возрастает при концентрации раствора > 0.10 моль/дм³, однако, общее количество поглощенной молочной кислоты (в результате обменной и необменной сорбции) остается меньше, чем полная обменная емкость мембраны МА-41. Приведены концентрационные зависимости диффузионной проницаемости мембраны в растворах молочной кислоты, хлорида натрия и смешанном растворе, где молочная кислота и минеральная соль находятся в эквимолярном соотношении. Для молочной кислоты в диапазоне концентраций 0.03-0.30 моль/дм³коэффициент диффузионной проницаемости мембраны МА-41 имеет более высокое значение, чем для хлорида натрия. Причиной ограничения переноса минеральной соли служит Доннановское исключение. Присутствие в растворе молочной кислоты эквивалентного количества хлорида натрия приводит к уменьшению коэффициентов диффузионной проницаемости последней в 2.5-3.2 раза по причине сопряжения потоков. Полученные экспериментальные результаты позволят осуществить обоснованный выбор рабочего диапазона концентраций обрабатываемых растворов для реализации экологически перспективных технологий Доннановского диффузионного диализа в очистке и получении молочной кислоты.