Caractérisation des propriétés électriques des parois de pores d’une membrane

Abstract

Characterisation of electrical properties of membrane pore walls. The characterisation of the surface electrical properties of membrane materials is critical for understanding and predicting the filtration performances of membranes. In this paper, four simple experimental methods -streaming potential, electro-osmosis, pore conductivity and membrane potential -, allowing the characterisation of the charge state of membrane pore walls are presented. The four experimental parameters provide information about the sign of the electrical net charge. Examples illustrating the influence of the pH, electrolyte concentration and nature on the four experimental parameters are given. The zeta potential can be then deduced from these measurements by means of a model.

Separation of Bulk, Surface, and Topological Contributions to the Conductivity of Suspensions of Porous Particles

“…The difference increases when pore size decreases, which is expected because the surface/volume ratio of the pore increases. A new feature is observed here when compared with prior results from the literature: 22,16,8,38 there is a minimum in the curve representing pore conductivity versus ionic strength. We observe that the data presented here are obtained in a very large range of salt concentrations including concentrations much lower than that used in the literature.…”

Experimental determination of intrinsic permeability of limestone and concrete: Comparison between in situ and laboratory results

“…The electro-kinetic methods (electro-osmosis method, electro-filtration method) [34][35][36] are based on applying voltage in a saturated material or on applying a pressure gradient to the fluid contained in the saturated material. The main difficulties of these methods, besides the absence of direct relations of permeability interpretation (only empirical relations), concern the duration of the test as well as that of the preparation of the material to be tested which are relatively long (material saturation phase).…”

Aplicaciones estratégicas de la Nanofiltración para el tratamiento de las aguas en la industria cerámica

“…Sin embargo, se está de acuerdo en una serie de aspectos, que intentan describir el funcionamiento general de estas membranas. Uno de estos aspectos en los que varios autores coinciden es que la retención de los solutos se debe a efectos estéricos (tamaño de poro y del soluto a retener) y a efectos de carga (tanto de la carga de la superficie de la membrana e interior de los poros como de la carga de los solutos) [82][74][83] [84]. Por tanto, para comprender mejor el comportamiento y la selectividad de una membrana porosa es indispensable determinar, no solamente sus características estructurales (radio de poro medio, distribución de tamaño de poro, tortuosidad…), sino también sus características eléctricas superficiales, tales como la carga o el potencial de la superficie de la pared de los poros.…”

“…la superficie y en el interior de sus poros [87][88] [82], además, en la mayoría de las ocasiones esta carga es negativa [89] [90]. Por tanto, cuando los solutos también poseen cargas, en estos casos, al citado fenómeno de exclusión estérica se han de sumar fenómenos suplementarios relacionados con las cargas, tanto de la membrana, como del propio soluto.…”

“…Esta magnitud es un parámetro útil para estimar el alcance de las interacciones electrostáticas. Se utiliza con frecuencia la relación del radio medio de poro de una membrana y la longitud de Debye para estimar la parte ocupada por la capa difusa en el interior de un poro (en esta comparación se puede determinar que parte del poro está influenciada por las cargas eléctricas y que parte del mismo es eléctricamente neutra) [82]. Esta relación, denominada también radio electrocinético, indica si la doble capa eléctrica se ha formado completamente en el interior de los poros o si, por el contrario, se superponen las cargas y el efecto de doble capa disminuye [53].…”