Том 2, номер 4, 2012

В работе представлены результаты исследования процесса регенерации абсорбента на основе моноэтаноламина (МЭА) (водный раствор МЭА 30 мас. % с содержанием диоксида углерода 0.4 моля СО2/моль МЭА) в интервале температур 100–120°С с применением мембранного контактора (десорбера), оснащенного плоской гомогенной мембраной из высокопроницаемого стеклообразного полимера поли[1-(триметилсилил)-1-пропин]а (ПТМСП). Показана принципиальная возможность частичного удаления диоксида углерода в мембранном контакторе, причем мембрана демонстрирует стабильные во времени характеристики при температуре регенерации 100°С. Сочетание терморегенерации с электромембранной очисткой раствора на финишной стадии регенерации обеспечивает низкое остаточное содержание диоксида углерода (0.025 моль/моль МЭА) при его степени извлечения ~94.

Теоретически и экспериментально изучен процесс концентрирования труднопроникающих примесей в мембранных модулях. Получено выражение для степени разделения в радиальном модуле для поперечного тока, которое существенно зависит от коэффициента диффузии примеси в газовой фазе. Экспериментальные результаты для смеси диоксида углерода с примесью фреона 14, а также для смеси фреона 12 с примесью фреона 218 согласуются с расчетными данными.

Методом импедансной спектроскопии исследована зависимость электропроводности растворов KCl в порах полиэтилентерефталатных и полиимидных трековых мембран (ПЭТ ТМ и ПИ ТМ) от концентрации раствора и диаметра пор. Обнаружено, что значения удельной электропроводности растворов, рассчитанные по результатам экспериментов, значительно превышают стандартные значения в случае малых диаметров пор и малых концентраций растворов. Причем это отличие более значимо для ПЭТ ТМ. С увеличением концентрации раствора и диаметра пор электропроводность раствора в порах стремится к стандартному значению. Обнаруженный эффект объяснен существованием на стенках пор разрыхленного слоя, возникающего в результате деструкции полимера при его облучении высокоэнергетичными ионами. При контакте этого слоя с раствором образуется гель- слой, который заполняется электролитом и уменьшает измеряемый импеданс мембраны.

Статья посвящена анализу применения метода мембранного эмульгирования (МЭ) для экстракции низкоконцентрированного целевого компонента из многокомпонентных растворов. Рассмотрен принцип МЭ, приведена математическая модель расчета среднего размера образующихся капель. В качестве оптимального материала мембран для проведения процессов экстракции предложена керамика, которая позволяет решить проблему взаимодействия мембраны с растворителями, используемыми в качестве экстрагентов. Рассмотрены способы обеспечения необходимого размера и полидисперсности капель для различных типов мембран. Показаны результаты исследования процессов МЭ для различных экстрагентов. Представлены различные варианты проведения процесса деэмульгирования. Предложена схема разделения устойчивых низкоконцентрированных эмульсий, состоящая из стадий коалесценции и мембранного разделения.

Исследованы вольтамперные характеристики и процессы электрического пробоя металлизированных трековых мембран. Показаны особенности процессов протекания тока через диэлектрическую мембрану, связанные с наличием автоэмиссионных наноструктур. Полученные результаты представляют интерес для решения технологических задач изготовления автоэмиссионных наноструктур на основе металлизированных трековых мембран.

Исследован процесс сорбции пектинов различного происхождения на анионообменной мембране МА-40. Выявлено, что зависимость удельной сорбции от равновесной концентрации пектинов имеет ступенчатый характер. Установлена связь структурных характеристик мембраны с концентрацией сорбированного на ней пектина в растворе и его молекулярной массой. Выявлено, что наиболее интенсивно сорбционный процесс проходит в области мелких нанопор мембраны. Показана принципиальная возможность регенерации мембран от сорбированных молекул пектина.

Получена новая мембрана из поликарбоната метакриловой кислоты с пространственно-глобулярной структурой методом сухого формования на армирующей подложке, охарактеризованы некоторые ее эксплуатационные и механические свойства. Показано, что варьирование концентрации олигомера в пределах от 30 об. % до 60 об. % в реакционной смеси с растворителем позволяет контролировать средний диаметр пор получаемой мембраны в интервале от 100 нм до 5 мкм с распределением пор по размерам ±10 и пористостью 40–70%. Материалы стабильны в температурном интервале до 200°С, устойчивы к действию большинства органических растворителей, кислот и щелочей. Совокупность перечисленных данных предполагает возможность их использования для процессов ультра- и микрофильтрации для промышленной и бытовой водоподготовки, процессов газоочистки, высокоселективного разделения и переработки жидких и газообразных промышленных отходов в аппаратах фильтр-патронного (трубчатого) и рулонного типа.

Настоящая работа посвящена исследованию закономерностей рассеяния излучения в ИК-диапазоне мембранами с различной пористой структурой. Цель работы состоит в том, чтобы найти способ контролировать пористую структуру мембран, в том числе анизотропию, более оперативными и доступными методами по сравнению с электронной микроскопией. Проведенные исследования показали, что спектр рассеяния ИК-излучения существенным образом зависит от пористой структуры мембран. Показано, что для анизотропных мембран можно качественно оценить степень анизотропии. Чем больше интенсивность рассеяния в области больших длин волн, тем более асимметрична мембрана и шире распределение.

Предложено рассматривать получение композиционных каталитических мембран как одного из видов гетерогенных катализаторов. Обоснована необходимость использования материала катализатора (как массивного так и нанесенного) для формирования функциональных слоев (селективного и каталитического) каталитической мембраны. Процедура приготовления каталитических мембран включает две стадии приготовления: формирование функциональных слоев сначала из прекурсора катализатора с последующей стадией его активации. На примере каталитических мембран с катализатором на основе соединений молибдена показано изменение характеристик поровой структуры на разных стадиях приготовления. Формирование структуры композиционной мембраны из прекурсора осуществлялось методом химического осаждения из газовой фазы (CVD-метод). Получены композиционные мембраны на основе катализатора – карбида молибдена, с использованием пористых подложек с разной структурой пор. Экспериментально показано влияние стадии активирования на характеристики поровой структуры композиционной каталитической мембраны.