Relation entre le taux de rétention et la distribution de pores dans une membrane d'ultrafiltration

¹ Institut National des Sciences Appliquées de Lyon — Laboratoire de Génie Electrique et ferroélectricité.
² Laboratoire de Chimie Appliquée et de Génie Chimique de l'Université Claude Bernard, LYON I. ERA CNRS n° 300.
³ Centre de Recherches sur les Macromolécules Végétales, Laboratoire propre du C.N.R.S., associé à l'Université Scientifique et Médicale de Grenoble, 53 X — 38041 Grenoble Cedex, France.

Résumé

L'étude porte sur les propriétés d'ultrafiltration d'une membrane homogène anionique ; la distribution des rayons de pores a été déterminée par thermoporométrie. Les taux de rétention de solutés neutres et ioniques ont été déterminés et comparés à la fraction de pores accessibles y obtenue par thermoporométrie. En absence d'adsorption, on montre que le taux de rétention d'un soluté donné est égal à (1 — y_R) avec y_R la fraction de pores de rayon supérieur au rayon R de la molécule considérée ; un modèle de tamis rend alors bien compte du comportement de la membrane. En présence d'adsorption même faible (cas des dextranes dans l'eau), le taux de rétention du soluté déterminé à partir des flux de solvant et de soluté est supérieur à la valeur prévue à partir du volume hydrodynamique du soluté.

Avec des solutés ioniques, nous mettons de plus en évidence un effet d'exclusion électrostatique lorsque la force ionique de l'éluant est inférieure à 10^{— 2} N.

Abstract

This work concerns the behaviour of an homogeneous anionic membrane used for ultrafiltration. The radius pore distribution has been obtained by thermoporometry. The degree of rejection for neutral and ionic solutes have been determined and compared with the fraction of accessible pores y given by thermoporometry. In absence of adsorption, the degree of rejection of a given solute is equal to (1 — y_R) in which y_R is the fraction of pores volume which radius is larger than R the radius of the solute. A sieving mechanism is convenient to describe the behaviour of the membrane. When low adsorptions exist (dextrans in water) the degree of rejection determined from solvent and solute flux are higher than the predicted values corresponding to the hydrodynamic volume of the solute.

In addition with ionic solute, electrostatic exclusion is obtained as soon as the ionic strength of the solvent is lower than 10^{— 2} N.