ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Этапы развития мембранной технологии из "Введение в мембранную технологию" В истории мембранной технологии может быть выделено два этапа развития — научный и промышленный. Хотя мембранные явления наблюдались и изучались еще в середине восемнадцатого века, сначала надо было изучить барьерные свойства материалов и соответствующие явления и только затем создавать мембраны для технического и промышленного применения. Традиционно исследования мембран и мембранного разделения осуществлялись не только физиками и химиками, но также специалистами в таких областях науки, как биология, биофизика, биохимия и зоология. Некоторые научные вехи, достойные внимания, представлены в табл. 1-5. [c.26] В табл. 1-6 представлено развитие некоторых мембранных процессов. Первой мембраной, производившейся для продажи и практического применения, была мембрана, разработанная фирмой Сарториус в Германии после первой мировой войны. Необходимое ноу-хау для приготовления таких мембран было разработано на основе публикации Жигмонди [22]. [c.26] Однако ЭТИ пористые мембраны из нитрата целлюлозы или смешанных эфиров (нитрат целлюлозы/ацетат целлюлозы) были использованы только в лабораторном масштабе. То же справедливо для более плотных ультрафильтрационных мембран, разработанных одновременно с ними. Ранние работы по ультрафильтрационным и микро-фильтрационным мембранам представлены в обзоре Ферри [23]. [c.27] Хотя явление диализа было известно уже довольно долгое время, первое практическое применение мембраны для гемодиализа было продемонстрировано Кольфом с сотр. [24] в 1940-х годах. [c.27] Настоящий прорыв в области промышленного применения мембран был сделан в результате развития асимметричных мембран (Лоеб и Сурираджан [25]). Эти мембраны состоят из очень тонкого плотного верхнего слоя (толщиной менее 0,5 мкм), нанесенного на пористый слой (толщиной 50-200 мкм). Верхний слой, или покрытие, определяет скорость транспорта, в то время как пористый слой действует только как подложка. Скорость массопереноса обратно пропорциональна толщине верхнего слоя. В результате асимметричная мембрана продемонстрировала значительно более высокие скорости транспорта (поток воды), чем (гомогенная) симметричная мембрана соответствующей толщины. [c.27] Работа Хениса и Триподи [26] сделала экономически обоснованными промышленные процессы газоразделения. Очень тонкий слой полимера с высокой газопроницаемостью помещали на поверхность асимметричной мембраны с тем, чтобы поры, все же присутствующие в верхнем слое, были заполнены. Так была получена бездефектная композиционная высокопроницаемая мембрана для газоразделения. [c.28] Хотя мембраны для мембранной дистилляции (гидрофобные пористые мембраны) известны довольно давно, такие процессы лишь недавно были реализованы в масштабе пилотной установки [27]. Это пример мембранного процесса, в котором существующие мембраны применяются не для тех целей, для которых они были разработаны (микрофильтрация). [c.28] Первапорация - еще один мембранный процесс, который был развит недавно. Биннинг с сотр. [28] пытались реализовать на практике процесс первапорации еще в конце 1950-х годов, но, несмотря на интенсивные исследования, эти попытки не были достаточно успешными. Впоследствии композиционные мембраны, специфичные к данному процессу, были разработаны для обезвоживания органических растворителей, что сделало эти процессы конкурентоспособными по сравнению с другими методами разделения [29]. Примеры, представленные в табл. 1-6, относятся только к началу развития техники мембранных процессов. Поиск новых и лучших мембран продолжается до сих пор не только для мембранных процессов, которым еще предстоит достичь стадии промышленной реализации, но также и для уже существующих мембранных процессов. [c.28] Вернуться к основной статье