New Hybrid Membrane Based on Poly( m -Phenylene- iso -Phthalamide) for Pervaporation of Methanol/ n -Heptane Azeotropic Mixture

A. Yu. Pulyalina; Пулялина А. Ю.; I. I. Faykov; Файков И. И.; A. S. Sorokina; Сорокина А. С.; N. S. Tian; Тян Н. С.; I. S. Kuryndin; Курындин И. С.; G. A. Polotskaya; Полоцкая Г. А.

doi:10.31857/S2218117223040053

Новая гибридная мембрана на основе поли(м-фенилен-изо-фталамида) для первапорации азеотропной смеси метанол/н-гептан

Авторы: Пулялина А.Ю.¹, Файков И.И.¹, Сорокина А.С.¹, Тян Н.С.¹, Курындин И.С.², Полоцкая Г.А.¹^,2
Учреждения:
1. Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Санкт-Петербургский Государственный университет, Институт химии
2. Институт высокомолекулярных соединений Российской академии наук
Выпуск: Том 13, № 4 (2023)
Страницы: 259-268
Раздел: Статьи
URL: https://journals.rcsi.science/2218-1172/article/view/137997
DOI: https://doi.org/10.31857/S2218117223040053
EDN: https://elibrary.ru/RTCFZQ
ID: 137997

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ
Доступ закрыт

Доступ предоставлен
Доступ закрыт

Только для подписчиков

Аннотация
Об авторах
Список литературы
Дополнительные файлы
Статистика

Аннотация

Объект настоящей работы – новая гибридная мембрана на основе поли(м-фенилен-изо-фталамида) (ПА), модифицированного комплексным наполнителем, состоящим из равных количеств гетеролучевых звездообразных макромолекул (ГЗМ) и ионной жидкости [BMIM⁺Tf₂N^–] (ИЖ). Сравнительные исследования структуры проведены на образцах мембран из ПА и гибридных ПА/ГЗМ и ПА/(ГЗМ:ИЖ), содержащих 5 мас. % добавок; использованы методы АСМ, рентгенофазового анализа, измерения плотности и контактных углов смачивания. Транспортные свойства мембран исследованы при разделении смеси метанол/н-гептан методом первапорации. Актуальность этой задачи связана с процессом переработки нефти. При первапорации азеотропной смеси метанол/н-гептан, гибридная ПА/(ГЗМ:ИЖ) мембрана продемонстрировала более высокую производительность и фактор разделения, относительно мембран сравнения. Механические испытания мембран выявили высокий уровень важных для эксплуатации свойств (прочность и относительное удлинение) гибридной мембраны.

Ключевые слова

гибридная полимерная мембрана, первапорация, метанол/н-гептан, азеотропная смесь

Список литературы

Baker R.W. Membrane Technology and Applications, 3rd ed., Wiley, Chichester, 2012.
Апель П.Ю., Бобрешова О.В., Волков А.В., Волков В.В., Никоненко В.В., Стенина И.А., Филиппов А.Н., Ямпольский Ю.П., Ярославцев А.Б. // Мембраны и мембранные технологии. 2019. Т. 9. № 2. С. 59.
Pulyalina A., Goikhman M., Podeshvo I., Faykov I., Polotskaya G. // Separation Science and Technology. 2022. V. 57. № 7. P. 1139.
Бильдюкевич А.В., Глевицкая Т.А., Невар Т.Н. // Мембраны и мембранные технологии. 2022. Т. 12. № 4. С. 223.
Юшкин А.А., Балынин А.В., Ефимов М.Н., Муратов Д.Г., Карпачева Г.П., Волков А.В. // Мембраны и мембранные технологии. 2022. Т. 12. № 4. С. 276.
Голубев Г.С., Борисов И.Л., Волков В.В., Волков А.В. // Мембраны и мембранные технологии. 2020. Т. 10. № 1. С. 54.
Пулялина А.Ю., Тян Н.С., Файков И.И., Полоцкая Г.А., Ростовцева В.А. // Мембраны и мембранные технологии. 2022. Т. 12. № 5. С. 375.
Ong Y.K., Shi G.M., Le N.L., Tang Y.P., Zuo J., Nunes S.P., Chung T.S. // Progress in Polymer Science. 2016. V. 57. P. 1.
Genduso G., Amelio A., Luis P., Van der Bruggen B., Vreysen S. // AIChE J. 2014. V. 60. № 7. P. 2584.
Пулялина А.Ю., Файков И.И., Нестерова В.П., Подешво И.В., Полоцкая Г.А. // Мембраны и мембранные технологии. 2019. Т. 9. № 5. С. 348.
Полоцкая Г.А., Курындин И.С., Сапрыкина Н.Н., Бронников С.В. // Мембраны и мембранные технологии. 2022. Т. 12. № 6. С. 420.
Голубев Г.С., Балынин А.В., Борисов И.Л., Волков А.В. // Мембраны и мембранные технологии. 2022. Т. 12. № 4. С. 276.
Пулялина А.Ю., Путинцева М.Н., Полоцкая Г.А., Ростовцева В.А., Тойкка А.М. // Мембраны и мембранные технологии. 2019. Т. 9. № 2. С. 122.
Cao X., Qiu L., Feng X. // J. Membrane Science. 2022. V. 642. 120006.
Plisko T., Burts K., Zolotarev A., Bildyukevich A., Dmitrenko M., Kuzminova A., Ermakov S., Penkova A. // Membranes. 2022. V. 12. P. 967.
Шалыгин М.Г., Козлова А.А., Сырцова Д.А., Маркова С.Ю., Рябова О.Р., Тепляков В.В. // Мембраны и мембранные технологии. 2019. Т. 9. № 3. С. 214.
Chang Y.S., Kumari P., Munro C.J., Szekely G., Vega L.F., Nunes S., Dumée L.F. // J. Membrane Science. 2023. V. 666. 121125.
Бурть Е.С., Плиско Т.В., Прозорович В.Г., Мельникова Г.Б., Иванец А.И., Бильдюкевич А.В. // Мембраны и мембранные технологии. 2022. Т. 12. № 2. С. 116.
Polotskaya G., Pulyalina A., Goikhman M., Podeshvo I., Rostovtseva V., Shugurov S., Gofman I., Saprykina N., Gulii N., Loretsyan N., Toikka A. // Scientific Reports. 2018. V. 8. 17849.
Кузнецов А.А., Цегельская А.Ю., Орлова А.М., Белов Н.А., Чирков С.В., Никифоров Р.Ю., Алентьев А.Ю. // Мембраны и мембранные технологии. 2019. Т. 9. № 5. С. 369.
Pulyalina A.Yu., Polotskaya G.A., Goikhman M.Ya., Podeshvo I.V., Gulii N.S., Shugurov S.M., Tataurov M.V., Toikka A.M. // Polymer International. 2017. V. 66. № 12. P. 1873.
Polotskaya G., Goikhman M., Podeshvo I., Loretsyan N., Saprykina N., Gofman I., Tian N., Dubovenko R., Pulyalina A. // J. Applied Polymer Science. 2022. V. 139. № 7. 51 646.
Lee J.-Y., Huang T.-Y., Ang M.B.M.Y., Huang S.-H., Tsai H.-A., Jeng R.-J. // J. Membrane Science. 2022. V. 657. 120702.
Polotskaya G., Tian N., Faykov I., Goikhman M., Podeshvo I., Loretsyan N., Gofman I., Zolotovsky K., Pulyalina A. // Membranes. 2023. V. 13. № 2. 160.
Wang T., Huang X.-X., Huang L.-L., Wu L.-G., Zhu D.-F., Wang G.-Q., Jiang X.-J. // J. Membrane Science. 2022. V. 665. 121 138.
Penkova A.V., Dmitrenko M.E., Sokolova M.P., Chen B., Plisko T.V., Markelov D.A., Ermakov S.S. // J. of Materials Science. 2016. V. 51. P. 7652.
Polotskaya G.A., Krasnopeeva E.L., Kalyuzhnaya L.M., Saprykina N.N., Vinogradova L.V. // Separation and Purification Technology. 2015. V. 143. P. 192.
Лебедев В.Т., Török Gy., Виноградова Л.В. // Высокомолекулярные соединения. Серия А. 2011. Т. 53. № 1. С.15.
Ростовцева В.А., Пулялина А.Ю., Дубовенко Р.Р., Сапрыкина Н.Н., Виноградова Л.В., Полоцкая Г.А. // Мембраны и мембранные технологии. 2021. Т. 11. № 5. С. 304.
Rostovtseva V., Pulyalina A., Dubovenko R., Faykov I., Subbotina K., Saprykina N., Novikov A., Vinogradova L., Polotskaya G. // Polymers. 2021. V. 13. № 11. 1811.
Haynes W.M. Ed., CRC Handbook of Chemistry and Physics, 97th ed., Taylor & Francis Group, LLC, London, 2017.
Мелешко Т.К., Пулялина А.Ю., Тян Н.С., Полоцкая Г.А., Иванов И.В., Кукаркина Н.В., Тойкка А.М., Якиманский А.В. // Высокомолекулярные соединения (сер. Б). 2017. Т. 59. № 2. С. 143.
Avagimova N., Polotskaya G., Toikka A., Pulyalina A., Moravkova Z., Trchova M., Pientka Z. // J. Applied Polymer Science. 2018. V. 135. P. 46320.
Пулялина А.Ю., Полоцкая Г.А., Ростовцева В.А., Гойхман М.Я., Подешво И.В., Шугуров С.М., Зубакина Е.А., Тойкка А.М. // Мембраны и мембранные технологии. 2017. Т. 7. № 2. С. 99.
Ельяшевич Г.К., Курындин И.С., Лаврентьев В.К., Попова Е.Н., Bukošek V. // Физика твердого тела. 2018. Т. 60. С. 1975.
Полоцкая Г.А., Лебедев В.Т., Пулялина А.Ю., Виноградова Л.В. // Мембраны и мембранные технологии. 2016. Т. 6. № 3. С. 249.
Belmares M., Blanco M., Goddard W.A., Ross R.B., Caldwell G., Chou S.H., Pham J., Olofson P.M., Thomas C. // J. Computational Chemistry. 2004. V. 25. P. 1814.
Barton A.F.M. CRC Handbook of Solubility Parameters, CKC Press, Boca Raton. 1991.
Vapor-Liquid Equilibrium and Distillation Calculator. Available online: http://www.vle-calc.com (accessed on 11 March 2020).
Pulyalina A., Faykov I., Nesterova V., Goikhman M., Podeshvo I., Loretsyan N., Novikov A., Gofman I., Toikka A., Polotskaya G. // Polymers. 2020. V. 12. № 3. P. 645.