ISSN: 2218-1172
ЖУРНАЛ
МЕМБРАНЫ
И МЕМБРАННЫЕ
ТЕХНОЛОГИИ

Выберите язык

Глубокая очистка газов методом диффузии через полимерные мембраны
В. М. Воротынцев

Рассмотрены физико-химические основы процесса мембранного разделения при глубокой очистке газов. Обсуждены влияние концентрации примеси в газовой смеси и материале мембраны на коэффициент разделения, роль сорбционных эффектов в материале мембраны на величину проницаемости и селективность (коэффициент разделения). Разработана математическая модель процесса глубокой очистки газов в радиальном мембранном модуле. Проведено экспериментальное определение эффективности очистки газов в радиальном мембранном модуле. Теоретически и экспериментально изучено влияние продольного перемешивания в мембранном модуле на эффективность очистки. Рассмотрены процессы глубокой очистки газов методом мембранного газоразделения с рециклом.

3
Первапорационная полиамидная мембрана, модифицированная наноалмазами, для разделения смеси метанол–метилацетат
Н. В. Авагимова, А. М. Тойкка, Г. А. Полоцкая

Мембрана из полифенилен-изо-фталамида (ПА), модифицированная частицами наноалмазов (НА) детонационного синтеза, приготовлена твердофазным диспергированием порошков компонентов. Транспортные свойства плотных пленочных мембран, содержащих до 5 мас. % НА, исследованы в процессах массопереноса метанола и метилацетата, используя методы сорбции и первапорации. Показано, что сорбционно-диффузионные характеристики мембран улучшаются при включении частиц наноалмазов в ПА матрицу. Данные экспериментов по первапорации смеси метанол–метилацетат использованы для расчета классических параметров: удельная производительность и фактор разделения, а также для расчета проницаемости и селективности, характеристических свойств исследуемой системы мембрана–пенетрант, нормированных по движущим силам. Максимальные значения удельной производительности и фактора разделения получены для мембраны, содержащей 3 мас. % НА. Установлено, что характеристические свойства системы мембрана–пенетрант способствуют селективному массопереносу смеси метанол–метилацетат при использовании ПА/НА мембран.

22
Мембранный плазмообмен крови в противоточном конвективномассообменном аппарате
М. Р. Алиев

Теоретически рассмотрена возможность проведения обмена плазмы крови в трехканальном противоточном конвективно-массообменном аппарате (КМОА). Указаны принципиальные преимущества КМОА по сравнению с плазмофильтром. Расчеты по математической модели показывают возможность достижения в КМОА степени плазмообмена до 90% и выше при отсутствии сгущения крови и практически любых потоках, включая малые, отбираемой и возвращаемой пациенту крови, что очень важно в подобных процедурах.

30
Использование ацетатцеллюлозных мембран для сорбционнолюминесцентного определения пирена в водных средах
А. В. Страшко, А. Б. Шиповская, Т. И. Губина, О. Н. Малинкина, А. Г. Мельников

Показана возможность использования ацетатцеллюлозных мембран (АЦМ) в качестве матрицы при твердофазном люминесцентном определении пирена в водно-мицелярных средах. Изучено влияние концентрации различных поверхностно-активных веществ (ПАВ) – анионного додецилсульфата натрия (ДСН), катионного цетилтриметиламмоний бромида (ЦТАБ) и неионогенного полиоксиэтилен (10) моно-4-изооктилфенилового эфира (TX-100) – на флуоресценцию пирена в водно-мицеллярных растворах до и после сорбционного концентрирования и в сорбированном состоянии на АЦМ. Установлено, что повышение интенсивности флуоресценции пирена на твердофазной матрице обусловлено солюбилизацией пирена в гемимицеллы ПАВ, образующиеся на поверхности сорбента. Наибольшая степень извлечения пирена на АЦМ достигается в присутствии мицелл катионного ЦТАБ. АЦМ имеет отрицательное значение поверхностного потенциала (‾ 31.5 ± 2.5 мВ), что влияет на степень извлечения углеводорода. Степень извлечения и индекс полярности микроокружения молекул пирена в растворах уменьшаются в ряду ЦТАБ → ДСН → TX-100.

39
Определение осмотического давления многокомпонентных растворов пищевой промышленности
В. А. Тимкин, В. А. Лазарев

Статья посвящена изучению проблемы определения осмотического давления сложных по составу растворов на примере пищевых водных сред, таких как плодоовощные соки, молочная сыворотка и лактоза. Показана актуальность задачи определения осмотического давления как критического параметра, определяющего эффективность процесса мембранного разделения многокомпонентных водных минерально-органических растворов. Разработан авторский метод определения осмотического давления сложных по составу растворов. Показана связь осмотического давления плодоовощных соков и молочной сыворотки с содержанием в них низкомолекулярных растворенных веществ – сахаров и ионов солей. Разработана лабораторная установка для исследования процесса обратного осмоса. Проведены эксперименты со свежими плодоовощными соками, творожной и подсырной сывороткой и лактозой динамическим методом с использованием обратноосмотической ацетатцеллюлозной мембраны с ассиметричной структурой. Приведены показатели исходного и конечного продуктов после ультрафильтрации. На основании экспериментальных данных построены зависимости осмотического давления плодоовощных соков, молочной сыворотки и лактозы от концентрации сухих растворенных веществ. Приведено обсуждение полученных результатов.

48
Определение критических давлений в процессе мембранной дистилляции
Ю. Г. Змиевский

В данной работе представлена, разработанная автором, лабораторная установка, позволяющая создавать одинаковое с обеих сторон мембраны избыточное гидравлическое давление. С ее помощью для системы ультрафильтрационный пермеат молочной сыворотки/дистиллированная вода было определено критическое давление при котором поры гидрофобной мембраны МФФК-3 (ЗАО НТЦ “Владипор”, Россия) заполнялись жидкой фазой. Это значение равно 0,6 МПа. Приняв ряд допущений, предположено, что до наступления критического давления поры мембраны частично заполняются жидкой фазой с обеих сторон. Это приводит к уменьшению расстояния между менисками “горячего” и “холодного” растворов внутри поры, что теоретически увеличивает производительность. Также для этой мембраны определен критический перепад гидравлического давления (LEP), величина которого 130 и 50 кПа для дистиллированной воды и ультрафильтрационного пермеата молочной сыворотки соответственно.

57
Формирование каталитического слоя для топливной ячейки с низким содержанием платины
В. В. Сохорева, В. М. Головков

Исследована возможность снижения платиновой загрузки каталитических слоев топливных элементов с полимерной электролитной мембраной при достаточной газопроницаемости и повышенной электрической и протонной проводимости. Формирования Pt-C тонких каталитические слоев осуществлялось путем одновременного распыления пироуглерода (МПГ) и платины на обе стороны поверхности мембраны, а также на поверхности газодиффузионной бумаги. Метод магнетронного распыления является весьма перспективным для создания Pt-C каталитических слоев в мембранно-электродных блоках (МЭБ) с низкой платиновой загрузкой – менее 0.05 мг/см2. Показано, что основные параметры, определяющие электронные свойства пленочного катализатора, зависят от пористости, температуры и стехиометрического состава каталитических слоев.

65
Получение половолоконных мембран с добавками дисперсий многостенных углеродных нанотрубок
Т. В. Плиско, А. В. Бильдюкевич, В. В. Волков, Н. Н. Осипов

Проведено исследование структуры и свойств дисперсий исходных и ковалентно модифицированных многостенных углеродных нанотрубок (МУНТ) в N,N-диметилацетамиде (ДМАА), N-метил-2-пирролидоне (МП), N,N-диметилформамиде (ДМФА) и воде. Показано, что наибольшей устойчивостью и наименьшим размером частиц характеризуются дисперсии в МП. Изучение дисперсий МУНТ в ДМАА с различными диспергирующими полимерами: поливинилпирролидоном (ПВП), полиэтиленгликолем, блоксополимерами полиэтиленгликоля и полипропиленгликоля различных молекулярных масс, этилендиамин тетракис(этоксилат-блок-пропоксилат) тетролом и этилендиамин тетракис(пропоксилат-блок-этоксилат) тетролом показало, что лучшей диспергирующей способностью обладает ПВП. Установлено, что размер частиц и выход диспергированных МУНТ в ДМАА зависят от природы и молекулярной массы диспергирующего полимера, а также термодинамического качества растворителя по отношению к диспергирующему полимеру. Методом инверсии фаз получены половолоконные мембраны для ультрафильтрации на основе полисульфона с добавками МУНТ, модифицированных ПВП, который является одним из компонентов формовочных растворов. Установлено, что введение в формовочные растворы 0.00084–0.0048% МУНТ позволяет в широких пределах варьировать транспортные свойства половолоконных мембран.

69