Библиографическое описание:Электро / баромембранное разделение многокомпонентных растворов электролитов на основе электропроводящих нанофильтрационных мембран : описание проекта. - [Б. м. : б. и.], 2023. - Б. ц. - Текст : непосредственный. Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований отдельными научными группами
Аннотация:Настоящий проект направлен на решение важной проблемы мембранной науки – разделения и фракционирования сложных по составу растворов электролитов с концентрированием целевых компонентов. С целью решения данной задачи предлагается разработка гибридного электро/баромембранного процесса, в котором перенос каждого компонента определяется пористой структурой мембраны и параметрами приложенного электрического поля. Для этого предлагается использовать нанофильтрационные мембраны с селективным слоем из электропроводящего материала (размер пор 2–10 нм). Электрическое поле внутри пор будет реализовано за счет создания разности потенциалов между мембраной и электродом, расположенным над поверхностью мембраны. Таким образом, в предлагаемом гибридном электро / баромембранном процессе разделение электронейтральных молекул будет проходить по ситовому механизму, тогда как селективность переноса заряженных компонентов через мембрану будет определяться, в первую очередь, механизмом доннановского исключения. Для решения данной задачи будут разработаны нанофильтрационные мембраны путем нанесения селективного слоя из нановолокон и проводящих углеродных наноматериалов на керамические подложки. Создание управляемого электронного заряда на поверхности мембраны повышает эффективность разделения электролитов, что делает возможным использование мембран с большим размером пор (до 10 нм). Это позволит достигать высокой производительности при более низком трансмембранном давлении (низконапорная нанофильтрация). При этом изменение потенциала электропроводящей поверхности мембраны делает возможным изменение селективности процесса разделения разноименно заряженных частиц. В рамках проекта будут проведены систематические исследования по влиянию электрического поля на процесс нанофильтрации водных растворов солей и низкомолекулярных органических соединений через мембраны разной структуры и морфологии. Будет разработана математическая модель описания процесса нанофильтрации через мембраны с проводящей поверхностью с целью обработки и анализа получаемых экспериментальных данных. Будет изучен процесс загрязнения мембран и предложены подходы для их регенерации с помощью электрического поля. Научного новизна проекта заключается в том, что впервые будет исследована возможность проведения фракционного концентрирования многокомпонентных смесей по типу заряда, валентности и размеру в ходе одностадийной фильтрации за счет изменений параметров приложенного электрического поля (направление и напряженность). Это создаст научные основы для разработки нового одностадийного, изотермического метода предварительной подготовки образцов сложного состава для их последующего анализа и/или выделения ценных компонентов. Разрабатываемый гибридный процесс разделения многокомпонентных растворов будет особенно актуальным при работе с термолабильными природными и биологическими соединениями в медицине, микробиологии и фармацевтике. Использование неорганических материалов при создании данных нанофильтрационных мембран обеспечит не только их высокие прочностные характеристики, химическую и термическую стабильность, но и возможность их стерилизации с помощью острого пара и химической обработки. Реализация проекта позволит существенно развить и углубить фундаментальное понимание процессов управляемого селективного транспорта заряженных компонентов (ионов) под действием электрического поля в нанофильтрационных мембранах, а также создать прототипы соответствующих фильтрационных установок. С прикладной точки зрения, ожидаемые результаты могут найти применение для выделения ценных и / или токсичных веществ (ионов металлов) из сточных вод, получаемых в технологических процессах электрохимической, гидрометаллургической, горнодобывающей и других отраслей промышленности.
Год издания:2023
Количество экземпляров:
Твёрдая копия издания отсутствует в фонде библиотеки
