Модификация неорганических мембран нанокристаллитами пироуглерода — страница 5

  • Просмотров 245
  • Скачиваний 15
  • Размер файла 35
    Кб

молекулы спирта адсорбируются на стенках пор за счет образования водородных связей О---Н---О, при разрыве которых коэффициент ГДП повышается (рис. 4а). Необходимо отметить, что наблюдаемые изменения коэффициентов ГДП для исходной мембраны являются значимыми величинами [11]. При относительно низких температурах измерения коэффициенты ГДП для неполярных молекул декана (ц = 0) практически одинаковы как для исходной, так и для

модифицированной мембран (рис. 4), что вполне закономерно. Однако, ожидаемое при повышении температуры уменьшение коэффициента ГДП, связанное с нарушением параллельной стенкам поры ориентации линейных молекул декана, наблюдается только у исходной мембраны, а у модифицированной ГДП практически не изменяется. Если учесть, как отмечалось ранее, что исходная и модифицированная мембраны имеют аналогичную пористую структуру, то

напрашивается вывод, что модификация поверхности поровых каналов нанокристаллитами пироуглерода придает этой поверхности некие специфические свойства, связанные со структурой и строением этих кристаллитов. Можно предположить, что это связано с влиянием наноразмерности кристаллитов пироуглерода, нанесенных на поверхность поровых каналов. Для использованной в работе мембраны Lc -5—6 нм. Возможно, найденный эффект

объясняется характерной для на-номатериалов избыточной свободной энергией, обусловленной обилием поверхностей раздела (межкри-сталлитные границы, тройные стыки и т.п.). Наличие этой энергии может препятствовать нарушению параллельной ориентации линейных молекул декана относительно стенки поры в пристеночном слое. Известно, что при мембранном разделении смесей главной проблемой процесса является быстрая потеря

производительности мембранных модулей, связанная с формированием на стенках пор устойчивых адсорбционных слоев. Одним из эффективных способов решения этой проблемы является модификация поверхности поровых каналов кристаллитами пироуглерода. Можно ожидать, что такая процедура, во-первых, существенно повышает проницаемость мембран при низких температурах эксплуатации, когда устойчивость адсорбционных слоев максимальна.

Во-вторых, возможно существенное увеличение срока пробега мембран и мембранных модулей без регенерации, обусловленной потерей производительности. И наконец, условия регенерации модифицированных углеродом мембран должны быть более мягкими, не затрагивающими пористую структуру мембран, как в случае их обработки перегретым водяным паром, отжиге и пр. Список литературы 1. Патент РФ № 2179064, 2002. 2. Солдатов А.П., Родионова И.А.,