Композиционные мембраны

Рис. 111-4. Схема композиционной мембраны.

Композиционные мембраны составляют второй тип структур, часто используемых для обратного осмоса. В таких мембранах верхний рабочий слой и расположенная под ним подложка состоят из разных полимерных материалов, что позволяет оптимизировать каждый слой по отдельности. Первой стадией получения композиционной мембраны является приготовление пористой подложки. Важными характеристиками подложки являются ее поверхностная пористость и распределение пор по размерам. В качестве подложки часто используют ультрафильтрационные мембраны. Существуют различные методы нанесения тонкого плотного слоя поверх подложки [c.302]

Следует отметить, что асимметричные и композиционные мембраны с низкой проницаемостью и тонким пористым слоем ведут себя практически как симметричные, поэтому модули с такими мембранами можно рассчитывать по уравнениям, выведенным ранее [1—7, 12, 13]. [c.182]

Композиционные мембраны на микропористых подложках. [c.307]

А и В — см. табл. 8.1 Г — композиционные мембраны на пористой подложке. [c.331]

Композиционная мембрана Рис. 1-5. Схема различных мембран в разрезе. [c.30]

Такие композиционные мембраны состоят из двух различных материалов, причем очень селективный мембранный материал наносится в виде тонкого слоя на более или менее пористую подложку (см. рис. П1-4). Высокая селективность определяется тонким поверхностным слоем, в то время как пористая подложка выступает только как суппорт. Для получения этих мембран могут быть использованы различные методики, такие, как нанесение покрытия при погружении, плазменная полимеризация, межфазная полимеризация и т. д. Эти методики будут описаны более детально далее в этой главе. Также возможны другие типы покрытия, например, когда слой покрытия закупоривает поры в подложке. В этом случае свойства подложки, а не покрывающего слоя определяют наблюдаемые свойства мембраны. [c.94]

Коэффициенты проницаемости (N2), Р(02) и толуола составляют 280, 600 и 1,4 10 соответственно. Была разработана композиционная мембрана для удаления паров толуола из воздуха. В качестве подложки служили фильтры на основе полиэфиримида их характеризовали проницаемостью по азоту и размером пор, оцененным методом точки пузырька. Ниже приведены характеристики двух образцов подложки проницаемость в обоих случаях составляла 0,1 м / м с- см рт. ст., но в одном из образцов радиус пор составлял 0,5 мкм, а в другом — 0,1 мкм. [c.274]

В результате того, что раз.тичные компоненты проникают через мембрану с различной скоростью, смесь, поступающая в напорный канал, обогащается труднопроникающими компонентами и удаляется из него. Из дренажного канала отводится смесь, обогащенная компонентами, проникающими через мембрану с большей скоростью. Мембраны для газоразделения могут иметь однородную структуру, но чаще используются асимметричные и композиционные мембраны. Такие мембраны имеют тонкий селективный слой и пористую подложку, причем основное сопротивление массопереносу сосредагочено в селективном слое мембраны. Обычно предполагают, что плотность потока -го компонента смеси через мембрану линейно зависит от [c.417]

Имеется другой тип композиционных мембран, также состоящих из подложки и верхнего слоя, но в них стадией, определяющей скорость процесса, является транспорт через тонкий верхний слой. В рамках модели сопротивлений это означает, что сопротивление тонкого верхнего слоя во много раз превышает сопротивление подложки и что эффективность разделения определяется характеристическими свойствами покрытия. Иногда между подложкой и верхним слоем используют высокопроницаемый третий слой (например, полидиметилсилоксан), который служит промежуточным слоем, или накопителем . Если поверхность суппорта высокопориста, то достаточно трудно нанести непосредственно на нее тонкое селективное покрытие. Кроме того, если верхний слой изготавливается из стеклообразного полимера, то часто бывает трудно получить этот слой без дефектов. В таких случаях трехслойные, или двойные композиционные , мембраны могут быть подходящим решением [21]. [c.323]

Первапорация может применяться для удаления летучих органических веществ, например, бензола или толуола, из воды. В этих случаях концентрация органических примесей очень низка, порядка 0,01-0,001%, т. е. 10-100 млн Часто для осуществления этой задачи используют композиционные мембраны с разделительным слоем на основе эластомеров. [c.383]

В установке кондиционирования используется атмосферный воздух с влажностью 90% при температуре 25°С. Для снижения влажности воздуха до 40% используется композиционная мембрана с рабочим слоем толщиной 1 мкм на основе поликарбоната (РнзО = 1400 баррер). Рассчитайте поток воды, принимая нулевое парциальное давление воды в пермеате. Уравнение Антуана gP = А — В1(Т -h С), где для воды А — 8,07131, В = 1730,63, С = 233,426. [c.388]

Из табл. 8.17 видно, что наилучшими характеристиками — высокой производительностью и селективностью — обладают асимметричные и композиционные мембраны в виде плоских пленок из ПВТМС и полифениленокоида. Учитывая, что асимметричная мембрана из ПВТМС проще и дешевле в изготовлении, чем композиционные (с ультратонким селективным слоем) мембраны Дженерал электрик , применение ее в аппаратах разделения воздуха представляется более предпочтительным следует иметь в виду также большую механическую прочность пх селективного слоя. [c.308]

Высо-копроизводительные мембраны на основе полиоргано-силоксанов имеют сравнительно низкий фактор разделения, поэтому (кроме мембраны Р-11) широкого применения в мембранных аппаратах разделения воздуха не нашли. Исключение составляет композиционная мембрана в виде полых волокон Монсанто , в которой селективность разделения определяется материалом матрицы (полисульфон), в то время как сплошной слой (пол1иорганосилоксан) определяет производительность мембраны. Эта мембрана, как впрочем и другие в виде полых волокон (например, высокоселективная мембрана на основе поли-эфиримида), широкого промышленного применения в процессах разделения, целевым продуктом которых является обогащенный до 35—60% (об.) кислородом поток, пока не получила. Объясняется это, очевидно, высоким гидравлическим сопротивлением модулей с полыми волокнами. Однако в технологических процессах, протекающих при повышенных давлениях [например, при получении в качестве целевого продукта технического — до 95% (об.) — азота], использование аппаратов на основе полых волокон оказывается, учитывая высокую плотность упаковки, эффективным. [c.308]

В установках получения обогащенного кислорода с помощью мембранных аппаратов плоококамерного типа используются и разработанные Дженерал электрик композиционные мембраны Р-П, состоящие из селективного слоя блок-сополимера по-лидиметилсилоксана с поликарбонатом, толщиной 0,1 ммм и микропористой подложки Селектрон с порами размером 50 нм (500 А) [81]. Мембрана эта обладает высокой газопроницае- [c.311]

Мембраны. Полимерные мембраны, применяемые для этих целей должны быть физиологически безвредными и высокоселективными по отношению к диоксиду углерода. В основном это кремнийорганические блок-сополимеры, применяемые в виде тканеопорных мембран, полученных пропиткой текстильных основ силиконовыми эластомерами [118, 119]. Из табл. 8.24 видно, что наиболее эффективными для применения в ГСУ, а также в мембранных установках регулирования газовой среды являются композиционные мембраны МД-К на основе кремнийорганиче-ских полимеров (производство ВНИИСС, г. Владимир), обла- [c.327]

Рассмотренные мембраны, за исключением последней, анизотропны и готовятся по технологии, предложенной в работе /5/, соответственно модифицированной для компенсирования различной способности к растворению. Тонкопленочная композиционная мембрана готовится путем нанесения очень тонкой ппенки ацетата целлюлозы (обычно толщиной 0,05 - 0,1 мкм) на тонкопористую мембрану-основу, Рабочие характеристики задерживания соли всех этих мембран одинаковы задерживание Na l часто превыщает 99,5%. Потоки ВОДЬ через мембрань обычно ниже потоков, достигаемь х при использовании ацетатцеллюлозных мембран с более низкой селективностью значения постоянной мембран лежат в интервале 0.4-0,8-10-s г/(см=. с-атм). [c.163]

Мембраны, применяемые для процесса первапорации, представляют собой асимметричные или композиционные мембраны. Как и в случае мембран для газоразделения, пористая под)южка должна иметь открытую пористую структуру для уменьшения сопротивления переносу пара и предотвращения капиллярной конденсации. Существенное требование, предъявляемое к пер-вапорационным мембранам, — это устойчивость материалов мембраны к компонентам разделяемой смеси при повышенных температурах. Сравнительно высокие температуры жидкой смеси необходимы для поддержания достаточно большой движущей силы процесса испарения через мембрану, которой является разность парциальных давлений паров компонентов разделяемой смеси по разные стороны от мембраны. Выбор полимерного материала в значительной мере зависит от того, для решения какой задачи предназначена мембрана. В отличие от газоразделения, при испарении через мембрану эластомеры в результате сильного набухания могут обладать не большими проницаемостями, чем стеклообразные полимеры. К полимеру предъявляются два противоречивых требования. С одной стороны, мембрана не должна набухать слишком сильно во избежание существенного уменьшения селективности. С другой стороны, при низкой растворимости выделяемого компонента в полимере и недостаточном набухании слишком низким оказывается поток вещества через мембрану. Полимеры, имеющие аморфную структуру (стеклообразные полимеры или каучуки), могут оказаться [c.432]

Конкретные условия осуществления процесса с использованием композиционных неорганических каталитических мембран пока могут быть определены только экспериментальным путем. При этом необходимо оценить участие составляющих композиционной мембраны в химических превращениях пропана и вклад процессов, протекающих в газовой фазе. Нами установлено, что действительно, снижая температуру процесса дегидрирования, можно уменьшить вклад реакций, протекающих в газовой фазе, и в первую очередь крекинг пропана, который приводит к нерациональному использованию сырья и образованию этилена, метана и этана. Кроме того, подтверждено, что слой молибдена выполняет две функции — ускорение реакции дегидрирования и разделение продуктов реакции, увеличивая тем самым степень превращения и селективность процесса. Показано, что в порах подложки композиционной мембраны пиролиз пропана может сопровождаться ростом углеродных нановолокон, который приводит к частичному разрушению слоя молибдена на поверхности мембраны. [c.69]

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]

Величина потока через мембрану является столь же вгьжной характеристикой, как селективность по отношению к различным типам растворенного вещества. Если выбор материала для мембраны основывался на характеристических разделительных свойствах, поток через приготовленную из этого материала мембрану можно улучшать за счет уменьшения толщины мембраны. Поток приблизительно обратно пропорционален толщине мембраны, поэтому большинство мембран обратного осмоса выполняются как асимметричные с плотным верхним слоем (толщиной до 1 мкм) и нижележащей пористой подложкой (толщиной 50-150 мкм). Сопротивление транспорту в такой мембране определяется в основном плотным верхним слоем. Различают два типа мембран с асимметричной структурой 1) интегральные или асимметричные мембраны и 2) композиционные мембраны. [c.300]

Теперь рассчитаем поверхность мембраны и расход энергии, необходимые для получения потока 10 м /ч, содержащего 30% кислорода. Для этой цели будет использована композиционная мембрана с рабочим слоем на основе полидиметилсилоксана толщиной 1 мкм. Поли- [c.470]

Для обессоливания морской воды с содержанием соли 3,5 масс.% используется одноступенчатый процесс обратного осмоса. Используемая композиционная мембрана имеет задержание по соли 99,3% и проницаемость по чистой воде 1500 л/м сут при перепаде давления 25 бар. В процессе же приложено давление 55 бар, температура 25 С. При расчете осмотического давления можно использовать уравнение Вант-Гоффа. При проектировании процесса рассмативаются следующие доли прошедшего через мембргшу потока 0,3, 0,4, 0,5, 0,6. [c.480]

Мембрана Ленгмюра — Блоджетт (Langmuir — Blodgett (LB) membrane). Синтетическая композиционная мембрана, образо-ваннная последовательным нанесением одного или нескольких монослоев поверхностно-активного компонента на поверхность пористой или непористой подложки. [c.483]

Введение в мембранную технологию (1999) -- [ c.75 , c.77 , c.94 , c.102 , c.103 , c.128 , c.202 , c.230 , c.272 , c.273 , c.274 , c.275 , c.293 , c.294 , c.300 , c.301 , c.302 , c.303 , c.304 , c.305 , c.319 , c.320 , c.321 , c.322 , c.323 , c.324 , c.333 , c.338 , c.383 , c.388 , c.470 , c.478 , c.480 , c.483 , c.495 ]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология