题目
浓差极化现象是指膜分离过程中由于溶剂透过膜后,料液中的溶液在压力驱动下透过膜,溶质(离子或不同分子量溶质)被截留,在膜与本体溶液界面或临近膜界面区域浓度越来越高;在浓度梯度作用下,溶质又会由膜面向本体溶液扩散,形成边界层。下列哪个方法不能减少浓差极化效应A. 增加流速B. 提高料液温度C. 增加压力差D. 降低料液浓度
浓差极化现象是指膜分离过程中由于溶剂透过膜后,料液中的溶液在压力驱动下透过膜,溶质(离子或不同分子量溶质)被截留,在膜与本体溶液界面或临近膜界面区域浓度越来越高;在浓度梯度作用下,溶质又会由膜面向本体溶液扩散,形成边界层。下列哪个方法不能减少浓差极化效应
A. 增加流速
B. 提高料液温度
C. 增加压力差
D. 降低料液浓度
题目解答
答案
C. 增加压力差
解析
本题考察浓浓差极化效应的影响因素及减少方法,需分析各选项对浓差极化的作用机制:
浓差极化的本质
膜分离中,溶剂透过膜时溶质被截留,导致膜面附近溶质浓度高于本体溶液,形成浓度梯度;溶质会向本体扩散,但扩散速率可能低于截留速率,从而持续积累。减少浓差极化的核心是加快溶质扩散速率或降低膜面溶质积累速度。
选项分析
- A. 增加流速:流速提高会增强流体湍动,减薄膜面边界层厚度,加快溶质向本体溶液的扩散速率,可减少浓差极化。
- B. 提高料液温度:温度升高会增加溶质扩散系数(扩散速率与温度正相关),加速溶质扩散,同时可能降低溶液黏度,减薄边界层,可减少浓差极化。
- C. 增加压力差:压力差是溶剂透过膜的动力,压力差增大时,溶剂透过速率加快,溶质截留速率也同步匹配加快,导致膜面溶质积累速度加快,反而会加剧浓差极化,无法减少。
- D. 降低料液浓度:** 本体溶液浓度降低,膜面与本体的浓度梯度减小,溶质向本体扩散的驱动力减弱,但溶质积累的初始浓度更低,整体浓度差小,可减少浓差极化。