ISSN: 2218-1172
ЖУРНАЛ
МЕМБРАНЫ
И МЕМБРАННЫЕ
ТЕХНОЛОГИИ

Выберите язык

Мембранное разделение газообразных алканов С1–С4
Ю. Гриневич, Л. Старанникова, Ю. Ямпольский, М. Грингольц, Е. Финкельштейн

Рассмотрены возможности разделения различных газообразных углеводородов с помощью полимерных мембран, причем наибольшее внимание уделено разделению газообразных алканов С14, компонентов при родных и попутных нефтяных газов. Отмечено, что практически важным свойством мембранных материалов является термодинамическая селективность мембраны, позволяющая обогащать в пермеате более тяжелые алканы. До сих пор наилучшие транспортные параметры для решения данной задачи отмечались для полиацетиленов. Во второй, экспериментальной части статьи изучено разделение бинарных смесей СН4 + С4Н10 на пленках на основе аддитивного поли [3-(триметилсилил)трициклононена-7]. Показано, что этот высокопроницаемый, насыщенный стеклообразный полимер обнаруживает термодинамическую селективность как в опытах с индивидуальными газами (СН4 и С4Н10), так и их смесями и позволяет достичь пятикратного обогащения бутана в пермеате. Изученный полимер и другие аддитивные Si-содержащие норборненовые полимеры представляют интерес как мембранные материалы для разделения углеводородных газов.

163
Глубокая очистка газов от легкопроникающих примесей c помощью мембранного модуля с питающим резервуаром
В. М. Воротынцев, П. Н. Дроздов, И. В. Воротынцев, Е. С. Беляев

Рассмотрена глубокая очистка газов от легкопроникающих примесей c помощью мембранного модуля с питающим резервуаром. Изучено два режима проведения процесса: с постоянным значением степени разделения мембранного модуля и с постоянной концентрацией примеси в потоке отбора в приемный резервуар. Проведен расчет степени очистки и времени проведения процесса. Показано, что второй режим несколько более экономичен из-за отсутствия смешивания потоков с различной концентрацией и отсутствия потерь работы разделения.

174
Мембранные контакторы для кондиционирования биогаза
М. Г. Шалыгин, А. В. Яковлев, В. С. Хотимский, Л. Г. Гасанова, В. В. Тепляков

В работе представлен мембранно-абсорбционный метод разделения биогаза, сочетающий достоинства абсорбционного и мембранного методов разделения. В основе предлагаемой разделительной системы используются газо-жидкостные мембранные контакторы (МК), ключевым элементом которых является непористая высокопроницаемая мембрана. Проведено математическое моделирование разделительной системы, найдены оптимальные значения операционных параметров, разработана и создана демонстрационная мембранно-абсорбционная разделительная установка.

180
Определяющая роль водородной связи в электромембранном транспорте.
Квантово-химическое и молекулярно-динамическое исследование
Е. В. Бутырская, Л. С. Нечаева, В. А. Шапошник, В. Ф. Селеменев

На основе анализа структуры и энергий химических связей гидратированной ионной пары в сульфокатионообменной мембране, выполненного методами квантовой химии и молекулярной динамики, показана определяющая роль водородной связи при электромембранном транспорте в данных системах. Методом молекулярной динамики исследованы характеристики водородных мостиков, связывающих гидратные молекулы воды в сульфокатионообменной мембране.

191
Рост скорости массопереноса через мембрану CMX в процессе ее старения при эксплуатации в интенсивных токовых режимах
Н. Д. Письменская, В. В. Никоненко, Н. А. Мельник, К. А. Шевцова, L. Dammak, C. Larchet

Одной из причин старения мембран в процессе их эксплуатации при электродиализе (ЭД) растворов являются необратимые химические изменения ионообменного или армирующего полимера вследствие взаимодействия H+ и OH- ионов (входящих в состав перерабатываемых растворов или генерированных в мембранной системе при использовании интенсивных токовых режимов) с матрицей или фиксированными группами в поверхностном слое мембран. Следствием этих изменений являются, как правило, снижение выхода по току и увеличение энергозатрат на процесс электродиализа. В данной работе показано, что деструкция ионообменного полимера на поверхности мембраны CMX в процессе ее эксплуатации в интенсивных токовых режимах приводит к гидрофобизации поверхности мембраны, а это, в свою очередь, является причиной более интенсивного протекания электроконвекции. В результате в ходе эксплуатации мембраны происходит рост предельного тока и коэффициента массопереноса ионов соли. Этот рост при обессоливании разбавленных растворов может достигать 50–70% по сравнению со свежей мембраной.

201
Протонпроводящие мембраны на основе модифицированного поливинилхлорида
Н. С. Шаглаева, Р. Г. Султангареев, Е. А. Орхокова, Г. Ф. Прозорова, Г. В. Дмитриева, А. С. Дамбинова, И. А. Стенина, А. Б. Ярославцев

Реакцией нуклеофильного замещения атомов хлора в поливинилхлориде проведена их замена на сульфокислотные и бензимидазольные группы. Показано что процесс взаимодействия полимера с натриевой солью 2-меркаптобензимидазола, серной и хлорсульфоновой кислотами сопровождается дегидрохлорированием. На основе полученных соединений изготовлены мембраны, обладающие протонной проводимостью от 5.6 ? 10-4 См/см до 5.9 ? 10-3 См/см.

213
Концентрирование основных аминокислот методом электродиализа
Т. В. Елисеева, Е. В. Крисилова, М. А. Черников

Изучены особенности концентрирования основных аминокислот методом электродиализа с биполярными мембранами. Получены зависимости эффективности процесса, описываемой фактором концентрирования, от плотности тока, концентрации исходного раствора, а также природы и характеристик используемых в системе мембран: катионообменных и биполярных. Показано, что электроосмотический перенос воды с ионами аминокислот через катионообменные мембраны ограничивает эффективность концентрирования. Установлено влияние размера и гидратации боковых групп аминокислот на величину электроосмотического потока.

220
Получение композитных металлополимерных мембран
с асимметрией проводимости
Л. И. Кравец, А. Б. Гильман, М. Ю. Яблоков

Исследованы структура и электрохимические свойства полиэтилентерефталатной трековой мембраны, на одну из сторон которой методом термического испарения в вакууме наносили тонкие слои алюминия. Установлено, что нанесение слоя алюминия на поверхность приводит к созданию композитных металлополимерных мембран, обладающих в растворах электролитов асимметрией проводимости – выпрямляющим эффектом, сходным с p-n переходом в полупроводниках. Это обусловлено изменением геометрии пор композитных мембран, а также существованием в порах межфазной границы раздела между исходной мембраной и слоем алюминия, имеющих на поверхности в водных растворах противоположно заряженные функциональные группы. Методом импедансной спектроскопии получена информация о переносе ионов в исследуемых мембранах.

230