ISSN: 2218-1172
ЖУРНАЛ
МЕМБРАНЫ
И МЕМБРАННЫЕ
ТЕХНОЛОГИИ

Выберите язык

Глубокая очистка моносилана от хлорсиланов методом мембранного газоразделения
В. М. Воротынцев, П. Н. Дроздов, И. В. Воротынцев, С. Н. Манохина, С. С. Кныш

Теоретически и экспериментально изучен процесс разделения смеси моносилана, дихросилана, трихлорсилана и тетрахлорида кремния. Экспериментально определены идеальные коэффициенты разделения, установлена их величина в разделительной ячейке при давлениях Р1 и Р2, проведен расчет фактора разделения в зависимости от соотношения потоков в полостях мембранного модуля. Проведен расчет процесса очистки моносилана от легкопроникающих примесей в радиальном мембранном модуле и в мембранном модуле с питающим резервуаром.

239
ЯМР-исследование водно-метанольного раствора, сорбированного в сульфокатионные мембраны МФ-4СК
Д. А. Крицкая, А. В. Черняк, С. Г. Васильев, Э. Ф. Абдрашитов, В. Ч. Бокун, А. Н. Пономарев, А. С. Дмитрук,В. И. Волков

Методом ЯМР исследованы концентрационные зависимости коэффициентов самодиффузии (КСД), энергий активации самодиффузии воды и метанола и химических сдвигов протонов гидроксильных групп δОН одновременно во внешнем и сорбированном в мембраны МФ-4СК водно-метанольном растворе. Установлено, что КСД чистого метанола и чистой воды, сорбированных в мембрану МФ-4СК, в 3–5 раз ниже, чем вне мембраны. Обнаружено, что в присутствии небольшого количества метанола КСД воды в мембране в 1.5–2 раза выше, чем КСД чистой сорбированной воды. В области концентраций раствора 0.1–0.5 мольной доли значения КСД воды и метанола в мембране мало меняются и составляют около 6 ? 10-6 и 4 ? 10-6 см2 соответственно. Установлено, что δОН в мембране на 100–200 Гц выше, чем во внешнем растворе. Наблюдаемое увеличение δОН и снижение КСД в мембране свидетельствуют о существенном изменении состояния раствора в сульфокатионной мембране МФ-4СК по сравнению с внешним раствором.

245
Получение композиционных половолоконных мембран с селективным слоемиз поли[1-(триметилсилил)-1-пропин]а для регенерации водных растворов алканоламинов
В. В. Волков, А. В. Бильдюкевич, Г. А. Дибров, В. В. Усоский, В. В. Касперчик, В. П. Василевский, Э. Г. Новицкий

В статье представлены результаты исследований по созданию половолоконных композиционных мембран для регенерации водных растворов алканоламинов в мембранных контакторах газ–жидкость. В качестве подложки использованы асимметричные мембраны из полисульфона (ПСФ), а диффузионного разделительного слоя – поли[1-(триметилсилил)-1-пропин] (ПТМСП). Изучено влияние параметров режима формования полых волокон на их гидравлическую проницаемость. Получены образцы композиционных мембран с бездефектным слоем ПТМСП и проницаемостью по диоксиду углерода 0.26 м3(н.у.) (м2 ч бар)-1. Методом СЭМ установлено, что толщина разделительного слоя ПТМСП составляет 2.5 мкм, при этом, на основании данных РСМ и расчетов по модели сопротивлений, полимер селективного слоя проникал в поры подложки на глубину 1.4 мкм. Расчет по модели последовательных сопротивлений показал, что 98.6% сопротивления транспорту газов оказывает слой ПТМСП, частично проникший в поры подложки. Химическая стабильность материалов, составляющих композиционную мембрану, обуславливает перспективность ее применения для регенерации водных растворов алканоламинов (рН > 11) от углекислого газа, при температуре 100°C и перепаде давления до 10 бар в мембранных контакторах газ–жидкость.

252
Особенности проницаемости С16 алканов в фольге на основе интеркалированных соединений графита
Д. А. Сырцова, Е. А. Ефимова, В. В. Тепляков,С. Г. Ионов, Д. Руазар

Представлены результаты изучения газопроницаемости С14 алканов и паропроницаемости С56 алканов, и метанола для мембран из прессованной фольги на основе интеркалированных соединений графита плотностью 1 г/см3. Найдено, что углеводороды С46 обладают повышенной проницаемостью через исследуемую графитовую фольгу относительно расчетных значений и достигается обратная (инверсионная) селективность, в частности, по таким парам, как Н2/углеводород, N2/углеводород, что может быть обусловлено значительным влиянием поверхностного потока на общий поток через мембрану.

261
Гидродинамика термопервапорационного проточного мембранного модуля с цилиндрическими турбулизаторами
В. А. Кирш, И. Л. Борисов, В. В. Волков

Теоретически и экспериментально исследовано влияние гидродинамического потока смеси бутанол–вода в канале плоскорамного проточного модуля на поток пермеата и фактор разделения в процессе термопервапорации (ТПВ). На примере разделения разбавленного водного раствора 1-бутанола через ПТМСП мембрану показана возможность интенсификации процесса термопервапорации при установке в проточном модуле цилиндрических турбулизаторов или при использовании пульсирующего потока. Совместным численным решением стационарных уравнений Навье-Стокса и конвективной диффузии получены поля течения и концентрации в плоскопараллельном канале с цилиндрическими турбулизаторами, установленными перпендикулярно к направлению потока разделяемой смеси. Рассчитаны перепад давления в канале и нормальный диффузионный поток целевого компонента на границе “смесь–мембрана” в зависимости от расхода смеси. Показано, что достаточно установки двух цилиндрических турбулизаторов для заметного увеличения диффузионного потока к мембране. Показано, что форма сечения цилиндрического турбулизатора (круг, эллипс, квадрат) слабо влияет на диффузионный поток и перепад давления в канале. Наибольшее усиление массопереноса к мембране обеспечивает установка мультиволоконных высокопористых турбулизаторов, обладающих к тому же заметно меньшим сопротивлением потоку по сравнению с непроницаемыми турбулизаторами того же сечения.

269
Гибридная технология разделения водомасляных эмульсий, сочетающая коалесцентную фильтрацию и микрофильтрацию
Л. Е. Копылова, А. О. Каширин, А. А. Свитцов

Исследован новый подход к разделению водомасляных эмульсий с применением коалесцирующей фильтрации и мембранного разделения. Рассмотрена проблема замасливания мембран при разделении эмульсий и методы борьбы с этим явлением. Разработана гибридная технология разделения прямых разбавленных тонкодисперсных эмульсий. Оценена степень снижения замасливания мембраны благодаря коалесцирующей фильтрации.

277
Структура и газопроницаемость нанопористых металлооксидных покрытий, полученных алкоксометодом
Н. И. Лукьянова, А. А. Кирсанкин, М. В. Цодиков, В. В. Тепляков

В представленной экспериментальной работе рассмотрены особенности создания селективных нанопористых металлооксидных покрытий на поверхности макропористой подложки из рутила (размер пор 0.1 мкм) и смешанных оксидов алюминия и титана (размер пор 0.05 мкм). Газоселективные покрытия эмпирической формулы PxTi1 - 0.5xO2 ± δ с однородным распределением наноразмерных пор получены алкоксометодом с использованием алкоксида титана и этриолфосфита (предшественника фосфорсодержащего компонента) при варьировании их суммарной концентрации. Исследована морфология поверхности полученных мембран, определены основные структурные параметры газоселективных покрытий. Показано, что зависимости газопроницаемости для He, N2, CO2 и C3H8 от температуры и перепада давления отвечают молекулярному режиму течения газов. Найдено, что при использовании вакуумного интегрального метода наблюдается воспроизводимый эффект анизотропии проницаемости, составляющий ~ 50 ‾ 60.

283
Вольтамперные характеристики металлизированных трековых мембран, измеренные на воздухе и в вакууме
С. Н. Подойницын, Т. В. Цыганова, Б. В. Мчедлишвили

Исследованы особенности процессов протекания тока через металлизированные трековые мембраны, находящиеся в условиях вакуума и атмосферного воздуха, и связанные с наличием на их поверхности автоэмиссионных наноструктур.

297
Экспериментальные и теоретические исследования эффективности применения вакуума в осмотической мембранной дистилляции
Г. Н. Фрейберг

Экспериментально показана возможность получения вакуума в мембране и его сохранения в течение многих суток во время процесса осмотической мембранной дистилляции (ОМД). Проведены оценки предельных параметров ОМД с применением вакуума в зависимости от внешнего давления, температуры и перепада температур на мембране. Приводятся формулы и графики для вычисления осмотического давления и разности температур, останавливающих процесс ОМД.

301
Асимметрия ионного транспорта в гибридных мембранах МФ-4СК с градиентным распределением гидратированного оксида циркония
Е. Ю. Сафронова, И. А. Прихно, Ж. Пурсели, А. Б. Ярославцев

В работе приведены результаты исследования свойств гибридных мембран МФ-4СК с градиентным распределением наночастиц гидратированного оксида циркония по толщине, полученных путем послойной отливки из раствора полимера. Изучено влияние концентрации допанта на свойства мембран. При небольшом содержании оксида влагосодержание и ионная проводимость полученных образцов увеличиваются по сравнению с мембраной МФ-4СК. Выявлено наличие эффекта асимметрии диффузионной проницаемости растворов HCl и NaCl через такие мембраны. Показано, что диффузионная проницаемость оказывается выше при диффузии растворов с немодифицированной стороны мембраны. Максимальный коэффициент асимметрии получен для мембраны с 10%-ным содержанием ZrO2 в модифицированном слое при диффузии 0.1 M раствора HCl (38%). В статье обсуждаются причины асимметрии диффузионной проницаемости.

308
Авторский указатель тома 3, 2013 г. 314