Открытый доступ
Доступ предоставлен
Только для подписчиков
Том 15, № 4 (2025)
Мембранное газоразделение со-содержащих смесей: Современное состояние и перспективы
Аннотация
В обзоре представлено современное состояние исследований в области мембранного разделения газовых смесей, содержащих монооксид углерода (CO). Рассмотрены основные преимущества мембранного метода по сравнению с традиционными подходами, такими как криогенная дистилляция и адсорбция, а также обозначены его ключевые ограничения. Обобщены литературные данные транспортных свойств и селективности различных классов мембранных материалов для разделения практически важных смесей CO/H₂, CO/CH₄, CO/CO₂, CO/N₂ и CO/O₂. Рассмотрены основные направления исследований, включающие использование полимерных, углеродных, неорганических мембран, а также мембран на основе ионных жидкостей. Также выявлены основные трудности, ограничивающие промышленное применение мембранных технологий, и намечены перспективные направления их развития с целью повышения эффективности процессов разделения СО-содержащих смесей.
Мембраны и мембранные технологии. 2025;15(4):223-245
223-245
Роль алкильных заместителей в структуре поликатиона: физико-химические и газоразделительные свойства поли(ионных жидкостей) на основе бутилимидазолия и триэтиламмония.
Аннотация
Исследовано влияние структуры поликатиона на физико-химические и газоразделительные свойства поли(ионных жидкостей) при сохранении одинакового набора противоионов (BF 4 – , PF 6 – , Tf 2 N – ). Установлено, что увеличение длины алкильного заместителя и переход от имидазолиевого к аммониевому катиону приводит к изменению межионных взаимодействий, уменьшению плотности и полярности поверхности, а также к росту свободного объема в полимерной матрице. Эти изменения отражаются на газотранспортных свойствах мембран: образцы с Tf 2 N – -анионом демонстрируют наибольшие значения проницаемости по СО 2 при сохранении высокой селективности в парах СО 2 /СН 4 и СО 2 /N 2 . Показано, что комбинированный подбор алкильного заместителя в поликатионе и слабокоординирующего аниона позволяет целенаправленно регулировать структуру и газоразделительные характеристики мембран на основе ПИЖ, что делает их перспективными для задач улавливания и разделения CO 2 .
Мембраны и мембранные технологии. 2025;15(4):246-256
246-256
Особенности переноса янтарной кислоты через гетерогенные и гомогенные анионообменные мембраны
Аннотация
В данной работе было выполнено исследование переноса янтарной кислоты через анионообменные мембраны различного типа при различных значениях рН в широком диапазоне плотностей тока. Результаты исследования показали, что при рН = 8.0, когда вся янтарная кислота находится в растворе в двухзарядной форме, механизм ее переноса не отличается от переноса ионов сильных электролитов. При рН = 4.8, когда в растворе присутствуют все три формы янтарной кислоты (С 4 Н 6 О 4 , С 4 Н 5 О 4 - и С 4 Н 4 О 4 2- ) ее перенос существенно зависит от типа мембран. Вольтамперные характеристики мембран отличаются от ВАХ “классического” вида, измеренных в растворах сильных электролитов. Установлено, что при рН = 2.0 перенос янтарной кислоты возрастает по мере увеличения плотности электрического тока, несмотря на то, что она находится в молекулярной форме.
Мембраны и мембранные технологии. 2025;15(4):257-268
257-268
Возможность применения двусторонне облученной трековой мембраны с порами 0,2 мкм для очистки высокоцветной природной воды
Аннотация
Обоснована возможность применения в модуле индивидуальной водоподготовки двусторонне облученной трековой мембраны повышенной прочности (толщиной 20 мкм) с порами 0.2 мкм для очистки природной высокоцветной воды, содержащей растворенные и высокодисперсные примеси гуминовой природы. Методами динамического светорассеяния, спектрофотометрии и спектротурбидиметрии проанализировано дисперсное состояние гуминовых соединений в исходной природной воде высокой цветности, а также при введении в нее разных доз коагулянта. Экспериментально получены и объяснены результаты фильтрации этих вод в модуле с двусторонне облученной трековой мембраной (с порами 0.2 мкм) и дренажным полотном из нейлона объемного плетения. Фильтрация исходной воды приводила к быстрой закупорке пор (адсорбции в порах). При введении минимальной дозы коагулянта происходила эффективная очистка воды за счет взаимодействия мицеллярных и высокодисперсных гуминовых соединений с коллоидами аквагидроксокомплекса алюминия и образования агрегатов на волокнах дренажного полотна и частично на поверхности трековой мембраны, что подтверждено микроскопическим анализом. Отработан режим фильтрации высокоцветной воды с обратной промывкой модуля. Показано, что трековая мембрана повышенной прочности выдерживает не менее семи циклов процесса при неизменной производительности и высокой степени очистки воды.
Мембраны и мембранные технологии. 2025;15(4):269-282
269-282