Аморфные тефлоны AF - новые материалы для органофильной первапорации

• Автор: Поляков, Александр Михайлович
• Шифр специальности: 05.17.18
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 180 с. : ил.

Список обозначений и сокращений
Глава 1. Обзор литературы
1.1. История развития процесса первапорации
1.2. Общие принципы разработки первапорационного процесса
1.2.1. Задачи разделения, типы и способы проведения первапорации
1.2.2. Характеристики эффективности первапорационного разделения
1.2.3. Принципы выбора мембран и полимеров для первапорационных
мембран и способы их модификации
1.2.4. Механизм процесса и факторы определяющие эффективность
первапорационного разделения
1.3. Заключение
Глава 2. Экспериментальная часть
2.1. Объекты исследования
2.2. Получение полимерных пленок
2.3. Первапорационный эксперимент
2.4. Сорбционный эксперимент
2.5. Обработка результатов
2.6. Метод ИК спектроскопии и квантово-химические расчеты
Глава 3. Результаты и их обсуждение
3.1. Проницаемость и сорбция индивидуальных компонентов
3.2. Разделение смесей
3.2.1. В ыделение хлорметанов из водных растворов
3.2.2. Разделение смесей хлорметанов
3.2.3. Разделение смесей близкокипящих компонентов
3.2.4. Разделение азеотропных смесей

3.2.5. ИК спектроскопия и квантовохимические расчеты
Выводы
Список литературы
Приложение 1^9

^ Список обозначений и сокращений
а — активность;
ам — средняя активность в мембране;
Дам - перепад активности на толщине Дх;
С - концентрация компонента в мембране;
См - средняя концентрация компонента в мембране;
Б - коэффициент диффузии компонента в мембране, м2/с;
О0 - предэкспоненциальный множитель, м2/с;
Им - средний коэффициент диффузии компонента в мембране, м2/с;
сіє - эквивалентный диаметр, м;
Е - безразмерный параметр;
ДЕ - энергия межмолекулярного взаимодействия, Дж/моль;
Ец - энергия активации диффузии, Дж/моль;
Еа - кажущаяся энергия активации процесса первапорации, Дж/моль;
ЕР - истинная энергия активации проницаемости, Дж/моль;
К - коэффициент массопередачи, кмоль/м2'с.(ед. дв. силы);
I - поток пермеата, кг/м2'ч;
31 - проницаемость, кгмкм/м2ч;
3° - поток компонента при индивидуальном проницании, кг/м2'ч;
Зо - предэкспоненциальный множитель, кг/м2 ч;
1 - толщина мембраны (непористого активного слоя), мкм;
к - характерный линейный размер системы, м;
№/ - диффузионный критерий Нуссельта;
Р - коэффициент проницаемости, Ва;
Р - парциальное давление, мм. рт. ст.;
Ре - давление насыщенного пара при температуре разделения, мм. рт. ст.:
Ро - предэкспоненциальный множитель, Ва;
Р/ - диффузионный критерий Прандтля;
РЭ! - первапорационный индекс разделения, кгмкм/м2'ч;

Параметр Е зависит от проницаемостей, давлений насыщенных паров компонентов и слагаемых 0s, отражающих отклонение реальных изотерм сорбции от линейных. В свою очередь Y 1 зависит от проницаемости через мембрану, состава разделяемой смеси и коэффициентов активности компонентов.
Следует отметить, что эта классификация была предложена для первапорационных систем, используемых для выделения органических веществ из водных растворов. При этом, авторы отмечают, что как правило для этих систем коэффициенты отклонения изотерм сорбции ОТ линейных близки К 1. (01S ~ 02S ~ 1).
1.3. Заключение
Приведенный обзор литературы показывает, что исследование новых мембранных материалов является одним из актуальных направлений, определяющих дальнейшее развитие и индустриализацию первапорации. При этом, учитывая многофакторность этого процесса, необходимо систематическое изучение влияния различных параметров (состава разделяемых смесей, температуры разделения, гидродинамических режимов, остаточного давления под мембраной, толщины мембраны и др.) на эффективность первапорационного разделения.
В данной работе в качестве нового класса полимерных материалов для первапорационных мембран исследованы сополимеры 2,2-бис-трифторметил-4,5-дифтор-1,3-диоксола с тетрафторэтиленом - аморфные тефлоны AF фирмы “DuPont”, уже показавшие свою перспективность в ряде областей:
- в микро-, опто- и биоэлектронике [239-242] и спектроскопии [243-245] благодаря прекрасным оптическим, диэлектрическим и механическим свойствам [242, 243, 246-248]. Так, например, использование тефлонов AF в качестве конструкционных материалов сенсоров позволяет создавать компактные спектрофотометрические системы [244] для определения следов органических компонентов (бензола, толуола, «-ксилола [249]), ионов