
【化】 film diffusion control
film; membrane; theca; velamen; velum
【化】 membrane
【医】 coat; envelope; film; lemma; membranae membranae; membranae membrane
panniculus; theca; thecae; tunic; tunica; velamen; velamenta
velamentum
【化】 diffusion control
膜扩散控制(membrane diffusion control)是指物质在跨膜传递过程中,扩散速率受膜本身物理化学性质主导的传质现象。该术语常见于化学工程和生物物理领域,特指当溶质分子穿过膜结构的阻力远大于溶液本体相间传质阻力时,膜扩散成为整个过程的速率控制步骤。
从机理上看,膜扩散控制遵循费克第一定律,其数学表达式为: $$ J = -D frac{dc}{dx} $$ 其中$J$表示通量,$D$为扩散系数,$frac{dc}{dx}$为浓度梯度。在实际应用中,膜厚度、孔径分布和表面电荷等参数会显著影响控制效果。例如在血液透析过程中,中分子毒素的清除效率主要受透析膜扩散速率限制。
权威文献显示,该现象在工业分离(如反渗透)、药物缓释系统设计和细胞跨膜运输研究中具有重要地位。《膜科学期刊》指出,通过调控膜材料的结晶度或引入功能基团,可实现对扩散速率的精确控制。
膜扩散控制是指物质通过膜结构的扩散速率成为整个过程的决定性因素的机制,常见于化工分离、药物释放等领域。以下是详细解释:
膜扩散控制的本质是:当物质在膜内扩散的速率明显慢于其他步骤(如化学反应速率或膜外传质速率)时,整个过程的速率由扩散步骤主导。例如,药物缓释制剂中,药物需通过聚合物膜扩散到体外,若膜阻力较大,则释放速率由扩散速率决定。
根据膜的性质和扩散方向,可分为两类:
在复杂过程中,膜扩散控制常与反应控制或溶解控制共存。例如,若药物膜溶解速率远快于扩散速率,则整体释放由扩散主导;反之则可能转为溶解控制。
如需进一步了解具体案例(如缓释制剂设计),可参考相关文献或专业资料。
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