Transportmechanismen bij nanofiltratie van organische componenten in waterig milieu worden onderzocht in termen van de bijdrage van convectie, diffusie en elektomigratie tot het transport. Hiertoe worden diffusieproeven en cross-flow filtratie-experimenten uitgevoerd. Het diffusiegedrag van de componenten wordt gemodelleerd met behulp van het Donnan-model voor transport doorheen een geladen membraan, waarbij het membraan wordt beschouwd als een verzameling van geïmmobiliseerde ladingen. De invloed van lading wordt bestudeerd door in te spelen op de pH van de voedingsoplossing. De membraanlading is een belangrijke parameter in de analyse en wordt bepaald door metingen van de zeta potentiaal. De effecten van diffusie en convectie worden experimenteel ten opzichte van elkaar afgewogen, evenals theoretisch aan de hand van het Spiegler-Kedem-model.
In deze thesis wordt gewerkt met drie organische componenten en vijf commerciële membranen. De membraanlading is sterk afhankelijk van de pH. In basisch milieu dragen de membranen een negatieve lading, welke in absolute waarde steeds groter is dan de positieve lading in zuur milieu. Convectie is het dominante transportmechanisme. Diffusief transport wordt belangrijker naarmate de pH en bij gevolg de membraanlading toeneemt. Zo neemt de diffusiviteit bij een ongeladen component toe als gevolg van een beperkte toename van de poriënstraal door elektrostatische repulsies tussen de zure functionele groepen in het membraan. Bij geladen componenten zorgt elektrostatische repulsie tussen membraan en component voor een afname van de diffusiviteit (hoewel sterk afhankelijk van het moleculair gewicht van de component), doch de totale flux neemt sneller af als gevolg van een verhoogde retentie in basisch milieu. Diffusie is tevens belangrijker voor een grotere component bij membranen met een kleine MWCO, vermits deze meer sterische hinder ondervindt in de nauwe poriën waardoor convectief transport minder goed verloopt.




Auteur: Bettens, Ben
Herkomst: CIT (KULeuven) K.U.Leuven WMAG: (043)66/2004-03; K.U.Leuven BIBC: THL80676
Referentie: Referentie