Разработка технологий и аппаратурного оформления процессов наноуглеродного модифицирования фильтровальных материалов тонкой очистки газовых и водных сред

• Автор: Бураков, Александр Евгеньевич
• Шифр специальности: 05.17.08, 05.02.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Тамбов
• Количество страниц: 121 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1 Материалы тонкой очистки водных сред

1.2 Волокнистые материалы аэрозольной фильтрации

1.3 Применение УНМ в процессах фильтрации ГЛАВА 2 НАНОУГЛЕРОДНОЕ МОДИФИЦИРОВАНИЕ ФИЛЬТРОВАЛЬНЫХ ВОЛОКНИСТЫХ МАТЕРИАЛОВ ТОНКОЙ ОЧИСТКИ ГАЗОВЫХ СРЕД

2.1 Основные характеристики фильтровальных волокнистых материалов

2.2 Определение количества УНМ, необходимого для формирования на волокненосителе пористой оболочки с заданными параметрами
2.3 Технология наноуглерод ного модифицирования волокон фильтрующих элементов углеродными нанотрубками

ГЛАВА 3 НАНОУГЛЕРОДНОЕ МОДИФИЦИРОВАНИЕ ПОЛИМЕРНЫХ МЕМБРАННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ

3.1 Общая характеристика полимерных мембран

3.2 Выбор способа наноуглеродного модифицирования полимерных мембран
3.3 Выбор опытных материалов
3.4 Описание методики проведения экспериментов, применяемого оборудования
3.5 Экспериментальная оценка и сравнительный анализ эффективности наноуглеродного модифицирования полимерных мембран
ГЛАВА 4 АППАРАТУРНОТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ ОФОРМЛЕНИЕ ПРОЦЕССОВ НАНОУГЛЕРОДНОГО МОДИФИЦИРОВАНИЯ
4.1 Производство наномодифицированных
высокотемпературных материалов тонкой очистки газов
4.2 Производство наномодифицированных полимерных
мембран
ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА


Такие присущие мембранной технологии свойства, как отсутствие безвозвратных потерь компонентов разделяемой смеси и отсутствие необходимости введения каких-либо дополнительных компонентов делают мембранное разделение потенциально приоритетным для решения любых технологических задач, в том числе, связанных с разделением дорогостоящих компонентов или предварительным концентрированием при разделении многокомпонентных или азеотропных смесей. Именно поэтому мембранная технология получила статус критической технологии федерального уровня в рамках приоритетного направления развития науки и техники РФ "Новые материалы и химические продукты". Поэтому существенный интерес представляют различные технологии модифицирования мембран наноматериалами, которые благодаря своим уникальным свойствам смогут удовлетворить новым высоким стандартам мембранного разделения. Каждая из обозначенных выше проблем требует своего комплексного технологического решения, которое позволит максимально увеличить качество очистки жидких и газовых сред путем интеграции современных наноматериалов в традиционные элементы, оборудование и процессы фильтрования. Целью работы являлось повышение эффективности установок тонкой очистки газовых и водных сред путем наноуглеродного модифицирования фильтровальных материалов, разработка соответствующих технологических процессов и их аппаратурного оформления. Научная новизна работы: установлен эффект улучшения качественных характеристик фильтровальных материалов тонкой очистки за счет направленного поверхностного наномодифицирования их структуры. Впервые показана и научно обоснована возможность применения УНМ «Таунит» для улучшения качественных показателей фильтровальных материалов тонкой очистки газовых и водных сред. Получены зависимости, описывающие влияние проницаемой оболочки из УНТ на характеристики фильтровальных волокнистых материалов. Предложен и теоретически обоснован метод направленной организации высокопористой структуры УНТ на фильтровальных волокнистых материалах, позволяющий обеспечить заданную эффективность тонкой очистки газов для определенных условий эксплуатации. Установлено минимальное количество УНМ «Таунит», необходимое для организации высокопористой структуры УНТ на полимерной мембране (<0, % масс, от массы мембраны). Получены опытные образцы наномодифицированных фильтровальных материалов, обладающие улучшенными качественными характеристиками, что обеспечивает значительный технико-экономический эффект (в частности, ЧДЦ от реализации 0 м2Е8РА составляет 7 руб. МФФК составляет 3 руб. РНЦ «Курчатовский институт», г. Москва (тонкая очистка газовых сред от взвешенных субмикронных частиц), ЗАО НТЦ «Владипор», г. Владимир (мембранное разделение водных сред) и рядом других организаций. Прогрессивные технологии развития» (Тамбов, г. Производство топливного биоэтанола» (Тамбов, г. Российская научная конференция «Новое поколение систем жизнеобеспечения и защиты человека в чрезвычайных ситуациях техногенного и природного характера» (Тамбов, г. Москва, г. Международный форум Киэпапо1есЬ- (Москва, г. Всероссийская школа-семинар молодых ученых и преподавателей «Функциональные и конструкционные наноматериалы» (Белгород, г. Москва, г. II Всероссийский молодежный инновационный конвент (Санкт-Петербург, г. Всероссийская выставка научно-технического творчества молодежи (Москва, г. Международный форум Н. Москва, г. II Всероссийская школа-семинар для студентов, аспирантов, молодых ученых по направлению «Наноматериалы» (Рязань, г. Научная конференция «Размерные эффекты в наноструктурах и проблемы нанотехнологий» (Тамбов, г. По материалам диссертации опубликовано работ, в том числе 3 статьи в журналах, рекомендованных ВАК, получено 1 положительное решение о выдаче патента на ИЗ №. Работа выполнялась в соответствии с приоритетным направлением развития науки, технологий и техники Российской Федерации «Индустрия наносистем и материалов», исследования поддержаны в рамках программы «Участник молодежного научно-инновационного конкурса» («У. М.Н. И.К. ГК .