Технология и свойства фильтрационных мембранных материалов на основе модифицированного диацетатцеллюлозного сырья

• Автор: Чиркова, Ольга Александровна
• Шифр специальности: 05.17.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Саратов
• Количество страниц: 190 с. : ил.

Оглавление
Введение

1. Современное состояние проблемы. Цель и задачи исследования

1.1. Баромембранные методы разделения жидких смесей

1.2. Анализ технологий получения мембранных материалов из ацетатов целлюлозы и методов регулирования

их параметров

1.3. Цель и задачи исследования

2. Исследование порошкообразного диацетата целлюлозы как сырья для изготовления мембранных материалов.

Влияние модифицирования на структуру и свойства ДАЦ

3. Технология приготовления и свойства структурно модифицированных диацетатцеллюлозных

формовочных растворов

3.1. Обоснование выбора растворяющей системы для ДАЦ.
Объекты и методы исследования
3.2. Результаты исследования структуры и свойств формовочных растворов на основе диацетатов
целлюлозы
4. Технология получения и свойства фильтрационных мембранных материалов на основе модифицированных диацетатов целлюлозы
4.1. Особенности технологии формования из растворов ДАЦ полупроницаемых мембранных материалов сухим, сухо-мокрым и мокрым способами. Морфологические
и структурные характеристики
4.2. Определение порометрических характеристик модифицированных мембранных материалов
из диацетатов целлюлозы

5. Тестирование диацетатцеллюлозных мембран на проницаемость и селективность
Основные выводы
Список литературы
Приложения

Введение
Инновационное развитие современной экономики требует создания новых прогрессивных технологий. В сфере глубокой, безотходной переработки сырья и охраны окружающей среды к таким технологиям можно отнести прежде всего мембранные процессы. Мембранные процессы лежат в основе создания многих принципиально новых технологий. Они могут также успешно быть интегрированы с традиционными процессами адсорбции, экстракции, дистилляции для разработки ресурсо- и энергосберегающих экологически чистых технологий химической, пищевой, фармацевтической и др. отраслей промышленности.
Для реализации мембранных процессов требуется создание широкой номенклатуры полимерных селективно проницаемых материалов различного функционального назначения, отличающихся своими задерживающими и транспортными характеристиками.
В качестве исходного сырья для создания и исследования полупроницаемых мембранных материалов в диссертации выбраны вторичные ацетаты (диацетаты) целлюлозы (ДАЦ). Выбор ДАЦ продиктован тем, что они обладают почти идеальной сбалансированностью гидрофильных и гидрофобных свойств, растворяются в достаточно большом числе растворителей, позволяют изготавливать мембраны для микро-, ультра-, и нанофильтрации многокомпонентных смесей, опираются на практически неограниченно возобновляемые сырьевые ресурсы.
Анализ технологий получения полимеров, перспективных для изготовления полупроницаемых мембранных материалов с комплексом необходимых свойств, показал, что такие традиционные (классические) методы синтеза полимеров, как полимеризация и поликонденсация, во многом исчерпали свои возможности и вероятность появления новых полимеров с характеристиками, существенно превосходящими достигнутый известный уровень, значительно уменьшилась.
Поэтому наиболее перспективным направлением изменения структуры и функциональных свойств полимерных фильтрационных мембранных материалов

В наших опытах по адсорбции азота исходным ^модифицированным порошком ДАЦ значение Ег оказалось равным 8,435 кДж/моль.
Зная площадь Acs, занимаемую одной молекулой сорбируемого вещества (азота) в мономолекулярном слое, и число молекул Vm N (где N - число Авогадро,
равное 6,022-1023 молекул/моль), можно рассчитать общую поверхность пор об-
разца ДАЦ:
Sn = Vm-N-Acs/M, м2 (2.5)
где М - молярный объем адсорбата, см3/моль.
Установлено [58], что для гексагонального плотного адсорбционного монослоя при использованной рабочей температуре Тр=77 К площадь поперечного сечения молекулы жидкого азота Acs = 0,162 нм2. Тогда удельная поверхность навески порошка ДАЦ массой G будет равна:
5уд = 5п/С,м2/г (2.6)
Вычисленная с использованием изложенной методики удельная поверхность исследованного порошкообразного ДАЦ оказалась равной 11,5 м2/г (см. табл. 2.1).
Определение общего объема пор, их радиусов, а также построение дифференциальных кривых распределения объемов пор и их удельной поверхности по радиусам проводилось с использованием метода BJH (Barrett-Joyner-Halenda) [58]. В качестве исходных данных для расчетов по методу BJH использовалась десорб-ционная ветвь изотермы в интервале относительных давлений Р/Ро=0,4-0,967(см. рис. 2.1).
Расчет объема пор проводился по уравнению:
■ CNJ п-
га ДРп - , 5ад ^Кп Т
где: Уп - объем пор, см3/г; гп - радиус пор, нм; Гкп- радиус пор по Кельвину, нм; бад- толщина адсорбированного слоя азота, нм; Ач- площадь освобожденных в процессе десорбции пор, нм2; ДУП - объем адсорбированного слоя азота, см3/г.