Интенсификация электроосмотического течения водных растворов в концентрированных дисперсных системах
Теоретически обоснованы условия гидродинамического регулирования рН порового раствора в концентрированных водных дисперсных системах без введения в них агрессивных химических реагентов. Обеспечение оптимальных значений рН позволяет повысить электрокинетический потенциал дисперсных частиц и, соответс...
Saved in:
| Published in: | Химия и технология воды |
|---|---|
| Date: | 2011 |
| Main Authors: | , , |
| Format: | Article |
| Language: | Russian |
| Published: |
Інститут колоїдної хімії та хімії води ім. А.В. Думанського НАН України
2011
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/130633 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | Интенсификация электроосмотического течения водных растворов в концентрированных дисперсных системах / Л.Л. Лысенко, Н.А. Мищук, Е.Ф. Рында // Химия и технология воды. — 2011. — Т. 33, № 3. — С. 243-255. — Бібліогр.: 41 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1859610529704706048 |
|---|---|
| author | Лысенко, Л.Л. Мищук, Н.А. Рында, Е.Ф. |
| author_facet | Лысенко, Л.Л. Мищук, Н.А. Рында, Е.Ф. |
| citation_txt | Интенсификация электроосмотического течения водных растворов в концентрированных дисперсных системах / Л.Л. Лысенко, Н.А. Мищук, Е.Ф. Рында // Химия и технология воды. — 2011. — Т. 33, № 3. — С. 243-255. — Бібліогр.: 41 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Химия и технология воды |
| description | Теоретически обоснованы условия гидродинамического регулирования рН порового раствора в концентрированных водных дисперсных системах без введения в них агрессивных химических реагентов. Обеспечение оптимальных значений рН позволяет повысить электрокинетический потенциал дисперсных частиц и, соответственно, скорость электроосмотического течения жидкости. Проведенные экспериментальные исследования показали, что использование предложенного метода дает возможность интенсифицировать электроосмос в глиносодержащих дисперсных системах и обеспечить его стабильность во времени.
Теоретично обґрунтовані умови гідродинамічного регулювання рН порового розчину в концентрованих водних дисперсних системах без введення в них агресивних хімічних реагентів. Забезпечення оптимального рН дозволяє підвищити електрокінетичний потенціал дисперсних частинок та, відповідно, швидкість електроосмотичної течії рідини. Проведені експериментальні дослідження показали, що використання запропонованого методу дозволяє інтенсифікувати електроосмос в глиновмісних дисперсних системах і забезпечити його стабільність у часі.
The conditions of hydrodynamic regulation of pH of pore solution in concentrated aqueous disperse systems without introduction of aggressive chemical reagents are theoretically substantiated. The support of optimal pH allows to increase the electrokinetic potential of disperse particles and, correspondingly, the velocity of electroosmotic flow of liquid. The performed experimental investigations had shown that the use of proposed methods allows to intensify electroosmosis in argilliferous disperse systems and to provide its stability in time.
|
| first_indexed | 2025-11-28T10:59:45Z |
| format | Article |
| fulltext |
ISSN 0204–3556. Химия и технология воды, 2011, т. 33, №3 243
Л.Л. ЛЫСЕНКО, Н.А. МИЩУК, Е.Ф. РЫНДА, 2011
УДК 541.18: 542.8:632.12.122
Л.Л. Лысенко, Н.А. Мищук, Е.Ф. Рында
ИНТЕНСИФИКАЦИЯ ЭЛЕКТРООСМОТИЧЕСКОГО
ТЕЧЕНИЯ ВОДНЫХ РАСТВОРОВ В
КОНЦЕНТРИРОВАННЫХ ДИСПЕРСНЫХ СИСТЕМАХ
Теоретически обоснованы условия гидродинамического регулирования рН по-
рового раствора в концентрированных водных дисперсных системах без вве-
дения в них агрессивных химических реагентов. Обеспечение оптимальных
значений рН позволяет повысить электрокинетический потенциал дисперс-
ных частиц и, соответственно, скорость электроосмотического течения
жидкости. Проведенные экспериментальные исследования показали, что ис-
пользование предложенного метода дает возможность интенсифицировать
электроосмос в глиносодержащих дисперсных системах и обеспечить его
стабильность во времени.
Ключевые слова: дисперсная система, прокачивание электролита, регу-
лирование рН, электрокинетический потенциал, электроосмос, электрохими-
ческие реакции.
Введение. Обезвоживание разнообразных материалов, в том числе
осадков на водоочистных сооружениях [1 – 5], шламов, возникающих
при переработке минеральных руд [6, 7] и добыче нефти [8], почв и
глинистых минералов [9 – 11], торфа [12], угля [13] и цементных ра-
створов [14], концентрирование биополимеров и соков [15 – 18], ук-
репление почв с помощью электрокинетических явлений [19 – 21] и
др. являются актуальной проблемой, решение которой существенно за-
висит от типа материала, его влагосодержания, дисперсности и поверх-
ностных свойств.
Использование химических добавок (коагулянтов и флокулянтов) [9,
22 – 25], сочетание электроосмоса с механическим сжатием обрабатыва-
емого влагосодержащего вещества [15, 26, 27] ускоряют процесс и сте-
пень обезвоживания последнего. Однако скорость и степень достигае-
мого обезвоживания по ряду причин остается далекой от совершенства.
Улучшение обезвоживания дисперсных материалов возможно за счет
более эффективного управления как самим процессом электроосмоса, так и
путем оптимизации поверхностных характеристик обрабатываемых мате-
риалов, в частности за счет применения импульсного режима подачи напря-
жения [28], удаления продуктов электролиза воды [27] или регулирования
рН материалов с помощью электрогидродинамических методов [29 – 31].
244 ISSN 0204–3556. Химия и технология воды, 2011, т. 33, №3
Известно, что скорость электроосмоса определяется напряженностью
электрического поля, величиной электрокинетического потенциала, диэ-
лектрической проницаемостью и вязкостью порового раствора [32, 33].
Поскольку величина электрокинетического потенциала дисперсной
системы зависит от рН порового раствора, для обеспечения максималь-
ного электроосмотического потока необходимо создать и поддерживать
такой рН порового раствора, при котором электрокинетический потен-
циал данной дисперсной системы будет иметь наибольшее возможное
значение. В частности, в глиносодержащих дисперсных системах макси-
мальный электрокинетический потенциал обычно достигается в щелоч-
ной среде [34].
Однако в процессе электрообработки, благодаря электрохимическим
реакциям на электродах, происходит изменение начального значения рН
дисперсной системы. В результате разложения воды на катоде возника-
ют ионы гидроксила и происходит выделение водорода:
2Н2О + 2е = 2ОН- +Н2
а на аноде генерируются ионы водорода и выделяется кислород:
2Н2О – 4е = 4Н+ + О2,
что приводит к повышению рН в области катода и снижению его величи-
ны в области анода.
Без использования специальных методов регулирования рН, которые
позволяют предупредить перемещение Н+- и ОН--ионов к противополож-
ным электродам, разложение воды приводит к изменению рН не только в
электродных камерах, но и во всем межэлектродном пространстве. Как
отмечено в работах [14 – 16], Н+- и ОН-- ионы движутся навстречу друг к
другу и, встречаясь, рекомбинируют так, что в некоторой точке рН дис-
персной системы соответствует начальной величине. С катодной сторо-
ны от этой точки в течение всего процесса сохраняется повышенное зна-
чение рН, с анодной – пониженное (рис.1).
Профиль рН, полученный при таких условиях, вызывает перерас-
пределение напряжения между электродами [12, 13, 20], изменение ве-
личины локального электрокинетического потенциала дисперсных час-
тиц [12, 13] и скорости электроосмоса [20].
ISSN 0204–3556. Химия и технология воды, 2011, т. 33, №3 245
Начальный рН
Стационарное распределение рН
без его регулирования
Ожидаемое распределение рН при его
гидродинамическом регулировании
Анодная
камера
Катодная
камера
Рис. 1. Схема распределения рН в межэлектродном пространстве
Однако генерирование водород- и гидроксил-ионов в процессе элек-
тролиза воды может иметь не только отрицательное влияние, но и быть
использовано для создания оптимального значения рН порового раство-
ра дисперсной системы без дополнительного введения химических реа-
гентов. Для этого необходимо, чтобы ионы одного вида не попадали в
обрабатываемую систему при обеспечении транспорта через дисперсию
ионов другого вида. Соответственно, максимальная величина электро-
осмотического потока в глиносодержащих дисперсных системах будет
достигаться в результате попадания в них гидроксил-ионов при отсут-
ствии водород-ионов. Ожидаемое распределение рН в межэлектродном
пространстве при таком регулировании, направленном на создание и
поддержание высоких значений рН, показано на рис. 1.
Для регулирования рН могут быть использованы ионообменные мем-
браны, которые отделяют электродные камеры от дисперсной системы
[5, 21, 35, 36]. Однако применение ионообменных материалов имеет свои
недостатки, рассмотренные, в частности, в [37].
Другим способом регулирования рН, который активно развивается
в последнее время, является нейтрализация щелочного или кислого ра-
створа, образующегося в прикатодной или прианодной области, соот-
ветственно, растворами кислот или щелочей [12, 13, 20]. Но использо-
вание подкисленного или подщелоченного раствора означает
постоянное присутствие агрессивной жидкости, которая снижает эко-
логичность и технологичность процесса, приводит к необходимости
246 ISSN 0204–3556. Химия и технология воды, 2011, т. 33, №3
применения при электрообработке дисперсий специального коррози-
онностойкого оборудования.
Вместе с тем теоретический анализ электромиграционных и гидроди-
намических процессов, которые протекают в электродных камерах и об-
рабатываемой дисперсной системе, позволяет не только оптимизировать
электрообработку, но и предложить условия, в которых возможно регули-
рование рН с подачей в анодную или катодную камеру не подщелоченного
или подкисленного раствора, а нейтрального раствора [14].
Методика эксперимента. Исследования влияния гидродинамического
регулирования рН на величину электроосмотического потока проводили в
экспериментальной ячейке (рис. 2), которая состоит из двух электродных
камер с вертикально установленными платиновыми электродами; централь-
ной камеры, заполненной дисперсией; камеры для подачи увлажняющего
раствора и камеры для отвода электроосмотического потока. Расстояние
между электродами составляет 8,5 см, площадь электродов – 2,8х2,3 =
6,44 см2, поперечное сечение электродных и центральных камер совпа-
дает с размером электродов.
A K
2 1 3 4 5 8 6
7
10 9
Рис. 2. Схема экспериментальной ячейки для исследования скорости
электроосмотического потока: 1 – анодная камера; 2 – катодная камера; 3,
4 – ионообменные мембраны; 5 – камера подпитки каолинита увлажняющим
раствором; 6 – рабочая камера, заполненная каолинитом; 7 – полисульфоновая
ткань; 8 – камера для отвода электроосмотического потока; 9 –
микробюретка; 10 – компенсационная емкость
ISSN 0204–3556. Химия и технология воды, 2011, т. 33, №3 247
Центральную камеру отделяли от соседних камер 5, 8 (см. рис.2)
прокладками из полисульфоновой ткани, не создающей собственного элек-
троосмотического потока и не влияющей на перемещение ионов. Электрод-
ные камеры ограничивали ионообменными мембранами (полисульфоно-
вую ткань в данном случае не использовали, поскольку при ее установке
не удается избежать влияния гидродинамического потока раствора, про-
мывающего камеры, на точность результатов, определяемых по микробю-
ретке). Для того чтобы мембраны не препятствовали движению генериру-
емых на катоде и аноде ОН- и Н+-ионов, катодную камеру отделяли
анионообменной мембраной, анодную – катионообменной. Расстояние от
электрода до ионообменной мембраны – 1 см.
Промывку электродных камер осуществляли раздельно с использо-
ванием двух перистальтических насосов, которые подавали 0,1 М ра-
створ NaNO3 с заданной скоростью. Все эксперименты выполнены в
потенциостатическом режиме.
В качестве дисперсной системы был использован Глуховецкий каоли-
нит с полной обменной емкостью (ПОЕ), равной 1,3 мг-экв/100 г, и рН вод-
ной вытяжки 6,37. Определение проводили по стандартным методикам [38].
Перед началом электрообработки осуществляли предварительное увлажне-
ние каолинита дистиллированной водой до 39% влажности, что обеспечи-
вало достаточную электропроводность исследуемой системы.
В процессе электрообработки измеряли величину электроосмоти-
ческого потока, по окончании эксперимента проводили послойное оп-
ределение рН порового раствора.
Теоретический анализ транспортных процессов
в электродных камерах
Для выбора условий экспериментальных исследований был выпол-
нен теоретический анализ электромиграционного и гидродинамическо-
го транспорта Н+ в анодной камере.
Как отмечено ранее, до включения электрического поля начальный
рН дисперсной системы имеет одно и то же значение по всему объему.
После включения электрического поля ОН--ионы движутся от катода к
аноду, а Н+-ионы – от анода к катоду, обеспечивая высокие значения рН
со стороны катода и низкие – со стороны анода.
Совсем другая картина распределения рН должна возникать при бы-
стром прокачивании жидкости через электродные камеры. Рассмотрим
схему анодной камеры, которая представлена на рис. 3 (в катодной каме-
ре происходит аналогичный процесс).
Движение Н+ состоит из двух составляющих: гидродинамической со
248 ISSN 0204–3556. Химия и технология воды, 2011, т. 33, №3
скоростью потока жидкости вдоль анода и электромиграционной пер-
пендикулярно к аноду со скоростью, которая определяется локальной на-
пряженностью поля и электромиграционной подвижностью ионов.
Для того чтобы Н+-ионы однозначно не успели попасть в дисперсную
среду, необходимо обеспечить такую скорость прокачивания, при кото-
рой их гидродинамическое смещение за время движения от анода к дис-
персии было больше размера анодной камеры по направлению движе-
ния жидкости.
Анод
h1
L1
h
ДДииссппееррссннааяя
ссииссттееммаа
H+
H+
H
eV H+
H
hVHV
Рис. 3. Схема анодной камеры и движения Н+: L1 – расстояние от анода
до дисперсной системы; h – размер анодной камеры по направлению
течения жидкости; h1 – гидродинамическое смещение ионов; HV –
скорость движения Н+ и ее гидродинамическая H
hV и электромигра-
ционная H
eV составляющие
Анализируя величины электромиграционного и гидродинамического
смещений ионов с учетом характерных размеров анодной камеры по ана-
логии с расчетами, выполненными нами ранее [14 – 16] при исследовании
электроочистки грунтов от тяжелых металлов, находим, что линейная ско-
рость прокачивания жидкости H
hV должна быть больше критического зна-
чения:
1
H
RT
FD
L
hEVcr (1)
ISSN 0204–3556. Химия и технология воды, 2011, т. 33, №3 249
или объемная скорость прокачивания Qcr больше критического значе-
ния
2RT
FD hhEQ H
cr , (2)
где F – постоянная Фарадея, R – газовая постоянная, T – абсолютная
температура, HD – коэффициенты диффузии ионов водорода,
E – напряженность используемого электрического поля, h2 – размер
анодной камеры поперек течения жидкости.
При достижении такой скорости снижение рН будет иметь место толь-
ко около поверхности анода, где происходит разложение воды.
С учетом коэффициента диффузии ионов водорода и параметров эк-
спериментальной ячейки (h = 2,8, h2 = 2,3 см) при усредненной по длине
ячейки напряженности электрического поля (Е = 3 В/см) критическая
объемная скорость прокачивания жидкости (2) через анодную электро-
дную камеру составляет ~ 210 см3/ч. Естественно, что при изменении
напряженности электрического поля Qcr будет изменяться пропорцио-
нально величине Е.
При расчетах использовали экспериментальные значения электромиг-
рационной подвижности ионов водорода при бесконечном разбавлении
раствора [39]. Безусловно, изменение концентрации носителей тока, а также
рН раствора влияет на подвижность как ионов солей, присутствующих в
почве, так и ОН- и Н+-ионов, генерируемых на электродах. В частности,
гидратация ионов водорода может снижать их подвижность, что, в свою
очередь, должно влиять на критическую скорость прокачивания раствора
в анодной камере. Вместе с тем для устойчивой работы установки необхо-
димо определять критическую скорость прокачивания с некоторым запа-
сом, поэтому расчеты, проведенные при максимально возможной подвиж-
ности иона водорода, являются оптимальными.
Анализ полученных экспериментальных данных
Для определения влияния рН дисперсной среды и методов его регули-
рования на скорость электроосмотического потока проведена серия экспе-
риментов. Каолинит имеет отрицательный электрокинетический потен-
циал и, соответственно, электроосмотический поток будет направлен от
анода к катоду, а его величина должна повышаться с увеличением рН по-
рового раствора. Так, согласно [34], при рН 2-потенциал равен 0,7 мВ, а
при рН10 – –54 мВ.
Изменение знака заряда связано со структурой каолинита. Извес-
тно [40, 41], что его частички имеют как базальные грани, заряжен-
250 ISSN 0204–3556. Химия и технология воды, 2011, т. 33, №3
ные в водной среде отрицательно, так и боковые грани, на которых
существуют два типа участков с противоположными знаками:
SiO-H+ и =Al+OH-. Для водных дисперсий каолинита при рН 7 соот-
ношение этих участков примерно одинаково, и, соответственно, заряд
частички определяется знаком заряда базальной грани. Однако при
рН 5 превалируют группы SiO-H+, что приводит к тому, что боковые
грани приобретают положительный заряд, снижая значение усреднен-
ного по частичкам заряда до нуля или даже изменяя его знак, что отра-
жается на получаемом экспериментально электрокинетическом потен-
циале.
Для подтверждения правомерности идеи о снижении скорости элек-
троосмотического переноса при уменьшении значения рН порового ра-
створа исследуемой дисперсной системы проведен эксперимент с регу-
лированием рН, направленным на получение его низких значений по
всему объему загрузки. В экспериментальной ячейке были установлены
две катионообменные мембраны, в результате чего ионы гидроксила не
поступали в каолинит, а ионы водорода, двигаясь под действием элект-
рического поля от анода к катоду, привели к уменьшению рН во всей
дисперсной системе. Снижение скорости электроосмотического перено-
са вплоть до полной его остановки полностью коррелирует с
полученным профилем рН (рис. 4, а, б).
В качестве эксперимента сравнения при проведении процесса элект-
рообработки определено распределение рН без его регулирования. Как
и предполагалось, при этом происходит перераспределение начального
значения рН с повышением со стороны катода и снижением со стороны
анода (см. рис. 4, а).
Полученный профиль качественно совпадает с профилем рН, пред-
ставленном на рис. 1. Характер электроосмотического течения жидко-
сти при таком распределении рН и причины, его определяющие, будут
рассмотрены ниже.
Дальнейшие исследования направлены на определение влияния ско-
рости прокачивания нейтрального раствора через электродные камеры,
на формирование профиля рН и, соответственно, скорость электроосмо-
са в обрабатываемой системе.
Как было показано выше, при промывке электродных камер со скоро-
стью ниже критической (для катодной камеры она составляет 85 см3/ч), в
результате того, что Н+ и ОН- попадают в дисперсию, происходит пере-
распределение начального рН со снижением его значений в прианодной
области и повышением – в прикатодной (рис. 5, а).
ISSN 0204–3556. Химия и технология воды, 2011, т. 33, №3 251
0
4
8
12
0 1 2 3 4 5
cм
рН
a2
1
0,0000
0,0005
0,0010
0,0015
0 1 2 3 4 5
ч
V, см/с
б
1
Рис. 4. Распределение рН в образце каолинита (исходная влажность – 39%)
в направлении от катода к аноду (а) и зависимость скорости
электроосмотического потока от времени (б) при регулировании рН с
использованием ионообменных мембран (1), напряженность поля – 6 В/см;
без регулирования рН (2), напряженность поля – 3 В/см. Пунктирная линия –
начальное значение рН порового раствора
0
4
8
12
0 1 2 3 4 5
cм
рН
2
1
a
0,0000
0,0002
0,0004
0,0006
0 2 4 6 8
ч
V , см/с
1
2
б
Рис. 5. Распределение рН в образце каолинита (исходная влажность – 39%)
в направлении от катода к аноду (а) и зависимость скорости электроосмо-
тического потока от времени (б): 1 – скорость промывки анодной камеры–
30, катодной камеры – 30 см3/ч; 2 – скорость промывки анодной каме-
ры – 250, катодной камеры – 30 см3/ч. Напряженность поля –
3 В/см. Пунктирная линия – начальное значение рН порового раствора
252 ISSN 0204–3556. Химия и технология воды, 2011, т. 33, №3
Полученный профиль рН коррелирует с профилем, формирующимся
в результате обработки, проведенной без регулирования рН (см. рис. 4, а).
Изменение рН сопровождается изменением скорости электроосмоти-
ческого переноса (см. рис. 4, б). На начальном этапе (~ 2 ч), до тех пор,
пока величина рН порового раствора по всему объему загрузки при-
близительно одинакова и близка к начальному значению, и, соответ-
ственно, одинаковы электропроводность системы и напряженность элек-
трического поля, скорость электроосмоса постоянна и определяется
величиной электрокинетического потенциала, характерной для данно-
го значения рН.
В ходе обработки дисперсии поступление ионов водорода и гидро-
ксила в каолинит приводит не только к изменению рН, что сопровожда-
ется снижением электрокинетического потенциала со стороны анода и
повышением со стороны катода, но и к локальному изменению электро-
проводности системы. Несмотря на то, что водород- и гидроксил-ионы
попадают в каолинит в эквивалентных количествах, электропроводность
участков со сниженным рН превышает таковую на участках с повышен-
ным рН, поскольку подвижность ионов водорода в 2,5 раз выше, чем под-
вижность ионов гидроксила. В результате происходит перераспределе-
ние напряженности электрического поля. При этом на участке
повышенного рН создаются условия, которые приводят к росту скорости
электроосмотического переноса в системе (более высокое значение элект-
рокинетического потенциала и большая напряженность электрического
поля, чем на участке со сниженным рН), что и отражено на рис.4 (~2,0 –
3,5 ч). Однако, поскольку одновременно с увеличением электроосмоти-
ческого потока в области с повышенным рН происходит его уменьшение
в области со сниженным рН, в определенный момент начинается сниже-
ние скорости электроосмоса на выходе из системы, так как электроосмо-
тический поток в прианодной области не может компенсировать отток
порового раствора через прикатодную область.
Для формирования щелочного профиля рН, который обеспечивает
увеличение электрокинетического потенциала каолинита и максималь-
ную скорость электроосмотического потока, промывку электродных ка-
мер осуществляли следующим образом. Через анодную камеру нейтраль-
ный раствор прокачивали со скоростью, превышающей критическую
(согласно проведенным расчетам достижение критического значения по-
дачи раствора в анодную камеру составляет 210 см3/ч), что позволяет не
допустить поступления водород-ионов в дисперсную систему. При этом
прокачивание катодной камеры осуществляли со скоростью ниже кри-
тической, что приводит к попаданию ОН-ионов, образовавшихся на ка-
тоде в процессе электрообработки, в дисперсию.
ISSN 0204–3556. Химия и технология воды, 2011, т. 33, №3 253
В результате проведенного регулирования действительно получен
щелочной профиль рН (см. рис. 5, а). При этом, соответственно, обраба-
тываемая дисперсная система имеет максимальный электрокинетичес-
кий потенциал, что обеспечивает равномерный, стабильный во времени
электроосмотический поток по всему ее объему (см. рис. 5, б).
Выводы. На основании вышеизложенного можно заключить, что
предложенный метод позволяет получить необходимый профиль рН при
использовании нейтрального раствора за счет варьирования скоростей
промывки электродных камер. Следовательно, при гидродинамическом
регулировании рН может быть получен стабильный электроосмотичес-
кий поток с максимально возможной скоростью при заданной напряжен-
ности электрического поля без применения агрессивных реагентов и
ионообменных материалов, что и было подтверждено проведенными из-
мерениями скорости электроосмоса.
Резюме. Теоретично обґрунтовані умови гідродинамічного регулю-
вання рН порового розчину в концентрованих водних дисперсних систе-
мах без введення в них агресивних хімічних реагентів. Забезпечення
оптимального рН дозволяє підвищити електрокінетичний потенціал дис-
персних частинок та, відповідно, швидкість електроосмотичної течії ріди-
ни. Проведені експериментальні дослідження показали, що використання
запропонованого методу дозволяє інтенсифікувати електроосмос в гли-
новмісних дисперсних системах і забезпечити його стабільність у часі.
L.L. Lysenko, N.A. Mishchuk, E.F. Rynda
INTENSIFICATION OF ELECTROOSMOTIC FLOW OF WATER
SOLUTIONS IN CONCENTRATED DISPERSE SYSTEMS
Summary
The conditions of hydrodynamic regulation of pH of pore solution in
concentrated aqueous disperse systems without introduction of aggressive
chemical reagents are theoretically substantiated. The support of optimal pH
allows to increase the electrokinetic potential of disperse particles and,
correspondingly, the velocity of electroosmotic flow of liquid. The performed
experimental investigations had shown that the use of proposed methods allows
to intensify electroosmosis in argilliferous disperse systems and to provide its
stability in time.
254 ISSN 0204–3556. Химия и технология воды, 2011, т. 33, №3
1. Byun S., Kwon J.H., Kim M.H., Park K.Y., Lee S. // Separ. and Purif. Technol.–
2007. – 57. – P. 230 – 236.
2. Glendinning S., Lamont- Black J., Jones C.J.F.P. // J. Hazard. Materials. –
2007. – 139, Issue 3. – P. 491 – 499.
3. Yuan C., Weng C.H. // Adv. Environ. Res.– 2003.– 7. – P. 727 – 732.
4. Reddy K.R., Urbanek A., Khodadoust A.P. // J. Environ. Management. – 2006. –
78. – P. 200 – 208.
5. Cheremisinoff N.P. Liquid Filtration (second edition). – Boston: Butterworth –
Heinemann, 1998. – 320 p.
6. Fourie A.B., Jones C.J.F.P. // Geotextiles and Geomembr. – 2010. – 28. –
Р. 181 –190.
7. McGuire M.J., Addai-Mensah J., Bremmell K.E. // Colloids and Surfaces, A. –
2006. – 275.– Р. 153 – 160.
8. Yang L., Nakhla G., Bassi A. // J.Hazard. Materials.– 2005.– 125, N1/3.– Р. 130 –
140.
9. Lockhart N.C. // Colloids and Surfaces. – 1983. – 6, N 3.– P. 239 – 251.
10. Shang J.Q., Lo K.Y. // J.Hazard. Materials. – 1997.– 55, N 1/3.– P. 117 – 133.
11. Ju S., Weber M. E., Mujumdar A. S. // Separ. Technol.– 1991.– 1, N 4.– P. 214 –
221.
12. Ayub A.L., Sheppard J.D. // Colloids and Surfaces. – 1986.– 18, N 1.– P. 43 – 52.
13. Lockhart N.C. // Fuel. – 1982. – 61, N 8. – P. 780 – 781.
14. Kuin A.J., Ogrinc H.J.A., Stein H.N. // Colloids and Surfaces.– 1987.– 27,
Issue 4. – P. 65 – 80.
15. Hofmann R., Posten C. // Chem. Eng. Sci. – 2003. – 58. – Р. 3847 – 3858.
16. Yin X., Han P., Lu X., Wang Y. // Ultrason. Sonochem.– 2004. – 11.– Р. 337 – 348.
17. Al-Asheh S., Jumah R., Banat F., Al-Zoubi K. // Food and Bioproducts Proces. –
2004.– 82(C3).– Р. 193 – 200.
18. Sarkar B., De S., DasGupta S. // Separ. and Purif. Technol. – 2008.– 63.–
Р. 582 – 591.
19. Glendinning S., Jones C.J.F.P., Lamont-Black J. Ground Improvement.: Case
Histories / Eds. J.Chu, B. Indraratna. – London: Elsevier Science, 2005.–
Vol.3. – P. 997 – 1043.
20. Adamson L.G., Quigley D.W., Ainsworth H.R., Chilingar G.V. // Eng. Geol.–
1966.– 1, N6.– P. 451 – 459.
21. Rittirong A., Shang J. Ground Improvement.: Case Histories / Eds. J.Chu,
B.Indraratna. – London: Elsevier Science, 2005. – Vol.3. – P. 967 – 996.
22. Saveyn H., Pauwels G., Timmerman R., Van der Meeren P. // Water Res. –
2005. – 39. – Р. 3012 – 3020.
23. Saveyn H., Curvers D., Pel L., De Bondt P., Van der Meeren P. // Ibid.– 2006.–
40. – Р. 2135 – 2142.
24. Addai-Mensah J., Ralston J. // Powder Technol. – 2005.– 160.– Р. 35 – 39.
25. Addai-Mensah J., Ralston J. // Hydrometallurgy. – 2004. – 74.– Р. 221 – 231.
26. Weber K., Stahl W. // Separ. and Purif. Technol. – 2002. – 26.– Р. 69 – 80.
27. Larue O., Wakeman R.J., Tarleton E.S., Vorobiev E. // Chem. Eng. Sci. – 2006.–
61.– Р. 4732 – 4740.
28. Yoshida H., Kitajyo K., Nakayama M. // Drying Technol.– 1999.– 17, N3.–
Р. 539 – 554.
ISSN 0204–3556. Химия и технология воды, 2011, т. 33, №3 255
29. Лысенко Л.Л., Мищук Н.А. // Химия и технология воды. – 2009.– 3, № 3.–
С. 245 – 261.
30. Мищук Н.А., Лысенко Л.Л. // Коллоид. журн. – 2009. – 71, № 1.– С. 1 – 10.
31. Lysenko L.L., Mishchuk N.A. // Colloids and Surfaces, A. – 2009. – 333. –
C. 59 – 66.
32. Духин С. С. Электропроводность и электрокинетические свойства
дисперсных систем.– Киев, 1975. – 248 с.
33. Тихомолова К.П. Электроосмос. – Л.: Химия.– 1989. – 247 с.
34. Saichek R.E., Reddy K.R. // Critical Rev. Environ. Sci. and Technol. – 35.–
2005.– P. 115 – 192.
35. Hung W.T., Chang I.L., Lin W.W. // Environ. Sci. and Technol.– 1996.– 30.–
Р. 2391 – 2396.
36. Lee D.J., Hsu Y.H. // Ibid. – 1994. – 28. – Р. 1444 – 1449.
37. Kornilovich B.Yu., Mishcuk N.A., Abruzzese C., Pshinko G.N., Klischenko R.E.
// Colloids and Surfaces, A.– 2005.– 265.– P. 114 – 123.
38. Аринушкина Е.В. Руководство по химическому анализу почв.– М.: Изд-во
МГУ, 1970.– 487 с.
39. Краткий справочник физико-химических величин / Под ред. А.А. Рав-
деля, А.М. Пономаревой. – Л.: Химия, 1983.– 232 с.
40. Тарасевич Ю.И. // Химия и технология воды. – 1998.– 20, № 1. – С. 42 –
51.
41. Тарасевич Ю.И. Природные сорбенты в процессах очистки воды. – Киев:
Наук. думка, 1981.– 208 с.
Ин-т коллоид. химии и химии воды
им.А.В.Думанского НАН Украины,
г. Киев Поступила 04.11.2010
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-130633 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 0204-3556 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-11-28T10:59:45Z |
| publishDate | 2011 |
| publisher | Інститут колоїдної хімії та хімії води ім. А.В. Думанського НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Лысенко, Л.Л. Мищук, Н.А. Рында, Е.Ф. 2018-02-17T19:04:31Z 2018-02-17T19:04:31Z 2011 Интенсификация электроосмотического течения водных растворов в концентрированных дисперсных системах / Л.Л. Лысенко, Н.А. Мищук, Е.Ф. Рында // Химия и технология воды. — 2011. — Т. 33, № 3. — С. 243-255. — Бібліогр.: 41 назв. — рос. 0204-3556 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/130633 541.18: 542.8:632.12.122 Теоретически обоснованы условия гидродинамического регулирования рН порового раствора в концентрированных водных дисперсных системах без введения в них агрессивных химических реагентов. Обеспечение оптимальных значений рН позволяет повысить электрокинетический потенциал дисперсных частиц и, соответственно, скорость электроосмотического течения жидкости. Проведенные экспериментальные исследования показали, что использование предложенного метода дает возможность интенсифицировать электроосмос в глиносодержащих дисперсных системах и обеспечить его стабильность во времени. Теоретично обґрунтовані умови гідродинамічного регулювання рН порового розчину в концентрованих водних дисперсних системах без введення в них агресивних хімічних реагентів. Забезпечення оптимального рН дозволяє підвищити електрокінетичний потенціал дисперсних частинок та, відповідно, швидкість електроосмотичної течії рідини. Проведені експериментальні дослідження показали, що використання запропонованого методу дозволяє інтенсифікувати електроосмос в глиновмісних дисперсних системах і забезпечити його стабільність у часі. The conditions of hydrodynamic regulation of pH of pore solution in concentrated aqueous disperse systems without introduction of aggressive chemical reagents are theoretically substantiated. The support of optimal pH allows to increase the electrokinetic potential of disperse particles and, correspondingly, the velocity of electroosmotic flow of liquid. The performed experimental investigations had shown that the use of proposed methods allows to intensify electroosmosis in argilliferous disperse systems and to provide its stability in time. ru Інститут колоїдної хімії та хімії води ім. А.В. Думанського НАН України Химия и технология воды Физическая химия процессов обработки воды Интенсификация электроосмотического течения водных растворов в концентрированных дисперсных системах Intensification of electroosmotic flow of water solutions in concentrated disperse systems Article published earlier |
| spellingShingle | Интенсификация электроосмотического течения водных растворов в концентрированных дисперсных системах Лысенко, Л.Л. Мищук, Н.А. Рында, Е.Ф. Физическая химия процессов обработки воды |
| title | Интенсификация электроосмотического течения водных растворов в концентрированных дисперсных системах |
| title_alt | Intensification of electroosmotic flow of water solutions in concentrated disperse systems |
| title_full | Интенсификация электроосмотического течения водных растворов в концентрированных дисперсных системах |
| title_fullStr | Интенсификация электроосмотического течения водных растворов в концентрированных дисперсных системах |
| title_full_unstemmed | Интенсификация электроосмотического течения водных растворов в концентрированных дисперсных системах |
| title_short | Интенсификация электроосмотического течения водных растворов в концентрированных дисперсных системах |
| title_sort | интенсификация электроосмотического течения водных растворов в концентрированных дисперсных системах |
| topic | Физическая химия процессов обработки воды |
| topic_facet | Физическая химия процессов обработки воды |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/130633 |
| work_keys_str_mv | AT lysenkoll intensifikaciâélektroosmotičeskogotečeniâvodnyhrastvorovvkoncentrirovannyhdispersnyhsistemah AT miŝukna intensifikaciâélektroosmotičeskogotečeniâvodnyhrastvorovvkoncentrirovannyhdispersnyhsistemah AT ryndaef intensifikaciâélektroosmotičeskogotečeniâvodnyhrastvorovvkoncentrirovannyhdispersnyhsistemah AT lysenkoll intensificationofelectroosmoticflowofwatersolutionsinconcentrateddispersesystems AT miŝukna intensificationofelectroosmoticflowofwatersolutionsinconcentrateddispersesystems AT ryndaef intensificationofelectroosmoticflowofwatersolutionsinconcentrateddispersesystems |