Применение мембран для обработки флуидов (потоков) 1. Морфология полимерных мембран

Тип работы:
Реферат
Предмет:
Химия


Узнать стоимость

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

B. S. Bonev, И. Г. Шайхиев, В. О. Дряхлов
ПРИМЕНЕНИЕ МЕМБРАН ДЛЯ ОБРАБОТКИ ФЛУИДОВ (ПОТОКОВ)
1. МОРФОЛОГИЯ ПОЛИМЕРНЫХ МЕМБРАН
Ключевые слова: полимерные мембраны, классификация, структура.
Рассмотрены классификация и морфология полимерных мембран, применяемых для процессов разделения жидких сред. Отражены особенности химического строения полимерных соединений, применяемых для изготовления мембран и области их практического применения.
Keywords: polymer membranes, classification, structure.
We consider the classification and morphology of the polymer membranes used for separation processes of liquid media. The features of the chemical structure of the polymer compounds used for the manufacture of membranes and their practical application.
Высокая степень нагрузки на окружающей среду реагентами, используемых в большинстве технологических процессов, а так же ужесточение экологических стандартов в последние годы требует гармонизации природоохранного законодательства всех европейских стран. Новая политика, направленная на развитие инновационных энергосберегающих и экологически чистых методов, таких как мембранные технологии, будут способствовать реализации интеграционной политики с точки зрения экологии и экономической политики [1−3].
Для решения важнейших
народнохозяйственных задач, связанных с совершенствованием технологических процессов, улучшением качества продукции и обеспечением защиты окружающей среды, в химической, нефтехимической, газовой, микробиологической, пищевой, целлюлозно-бумажной, медицинской и др. отраслях промышленности начинают находить широкое применение мембранные методы
разделения смесей жидкостей и газов,
обессоливания, очистки и обезвреживания воды и водных растворов, концентрирования продуктов и т. п. [4−8].
Для концентрирования или очистки водных растворов широко используется мембранные процессы, осуществляемые под действием перепада давления, или баромембранные процессы. Размер частицы или молекулы, а так же химические свойства растворенного вещества определяют структуру мембраны, т. е. размер пор, их
распределение по размеру, которые необходимы для разделения данной смеси. Различные баромембранные процессы можно
классифицировать по размерам разделяемых частиц растворенного вещества и, следовательно, по структуре используемых мембран. К таким процессам относится микрофильтрация,
ультрафильтрация, нанофильтрация и обратный осмос. Характеристики данных процессов показаны в табл. 1.
Мембраны, использующиеся в различных мембранных процессах можно классифицировать по разным признакам (рис. 1).
Таблица 1 — Диапазоны применения фильтрационных процессов
Молекулярный вес, Да Размер, А Относительный размер
Общая фильтрация 11G7 Ионообменная смола
81G6 Диаметр швейной иглы
61G6 Дождь
41G6 Амёба
21G6 Кварцевый песок
11G6 Диаметр человеческого волоса
81G5 Толщина полиэтиленовой пленки
61G5 Пыльца
41G5 Частица ила
21G5 Капля тумана
11G5 Лейкоцит
Микрофильтрация 81G4 Хлоропласт
61G4 Толщина асбестового волокна
41G4 Митохондрия
21G4 Кишечная палочка
11G4 Частица глины
5GGG Табачный дым
2GGG Бактериофаг
1GGGGGG 1GGG ВИЧ
Ультрафильтрация 5GGGGG 8GG Желатин
4GG Вирус гепатита Б
3GGGGG
1GGGGG 1GG Эндотоксины
5GGGG 8G Альбумин
4G Сахароза
3GGGG
1GGGG 2G Фосфолипид
Обратный осмос 1GGG 1G Фуллерен
2GG 8 Глюкоза
1GG 5 Ионы растворимых солей
5G 3 Молекула воды
2 Атом цезия
l8l
Разнообразие мембран связано с тем, что последние имеют много специфических приложений. Различные типы и виды мембран необходимы для качественного выполнения каждого мембранного процесса. В связи с широкой областью применения мембран в данной работе кратко рассмотрены вопросы классификации различных мембранных процессов и типов мембран.
Рис. 1 — Классификация мембран по материалу изготовления и происхождению
Сама по себе мембрана использована быть не может. Для промышленного применения последние укладываются определённым образом и
фиксируются в устройствах различной конструкции, что в совокупности образует мембранный модуль. Классификация мембранных модулей в зависимости от типа мембран и материалов, из которых они сделаны, представлена на рисунке 2.
Рис. 2 — Общая классификация типов мембранных модулей
За время существования мембранных процессов в течение последних десяти лет на рынке появился широкий ассортимент специализированных мембран от различных производителей. Ожидается, что ежегодный рост продаж будет увеличиваться на 8−12%. Новые мембраны обладают лучшими характеристиками и все чаще используются в химической промышленности и машиностроении.
К сожалению, различные производители выпускают мембраны различного качества, так как на данный момент пока не существует установленных нормативов, по которому они сравниваются. Следовательно, потребители сталкиваются с вопросом- какой продукт является лучшим для него? Кроме того, необходимо, чтобы мембраны могли быть проверены в лабораторных установках, а затем на пилотных.
Различается два типа мембран: естественные (природные) и искусственные (техногенные).
Биологические (естественные) мембраны содержат двойной слой, состоящий из липидного слоя толщиной 8 цш,. Биологические мембраны имеют весьма значимое значение для живых организмов, с одной стороны, способствуя сохранности целостности структуры и элементов клетки, с другой стороны, обеспечивая жизненно важные селективные процессы обмены веществ с окружающей средой. Биологические мембраны несравнимы с точки зрения селективности и обмен веществ и служат в качестве критерия для разработки искусственных мембран.
Искусственные мембраны делятся на жидкие и твердые. Последние изготавливаются из органических или неорганических материалов.
Рис. 3 — Классификация

Статистика по статье
  • 49
    читатели
  • 56
    скачивания
  • 0
    в избранном
  • 0
    соц. сети

Ключевые слова
  • ПОЛИМЕРНЫЕ МЕМБРАНЫ,
  • КЛАССИФИКАЦИЯ,
  • СТРУКТУРА,
  • POLYMER MEMBRANES,
  • CLASSIFICATION,
  • STRUCTURE

Аннотация
научной статьи
по химии, автор научной работы & mdash- Bonev B. S., Шайхиев И. Г., Дряхлов В. О.

Рассмотрены классификация и морфология полимерных мембран, применяемых для процессов разделения жидких сред. Отражены особенности химического строения полимерных соединений, применяемых для изготовления мембран и области их практического применения. We consider the classification and morphology of the polymer membranes used for separation processes of liquid media. The features of the chemical structure of the polymer compounds used for the manufacture of membranes and their practical application.

ПоказатьСвернуть
Заполнить форму текущей работой