Оглавление
Введение ........................................................................................................................................ 4
1. Обзор литературы ............................................................................................................. 13
1.1. Мембранное разделение жидких сред ..................................................................... 13
1.2. Баромембранные процессы разделения жидкостей ......................................... 18
1.3. Ультрафильтрация ................................................................................................. 33
1.4. Баромембранное разделение органических сред .............................................. 54
1.5. Выводы из литературного обзора ............................................................................ 63
2. Экспериментальная часть ............................................................................................... 65
2.1. Объекты исследования .............................................................................................. 65
2.1.1. Мембранные материалы .................................................................................... 65
2.1.2. Растворители и их смеси .................................................................................... 66
2.1.3. Растворенные вещества ..................................................................................... 66
2.2. Подготовка образцов .................................................................................................. 66
2.2.1. Получение формовочных растворов ............................................................... 66
2.2.2. Получение мембран ............................................................................................. 67
2.2.2.1. Фазовое разделение, индуцированное жидким осадителем .................... 67
2.2.2.2. Фазовое разделение, индуцированное парами осадителя ........................ 67
2.2.2.3 Модификация ПАН мембран ИК-нагревом ..................................................... 67
2.2.2.4. Получение бислойных мембран .................................................................... 68
2.3. Методы исследования ................................................................................................ 69
2.3.2. Метод точки помутнения ................................................................................... 69
2.3.3. Дифференциальная сканирующая калориметрия ....................................... 70
2.3.4. Метод оптического наблюдения фазового расслоения в ограниченном слое раствора полимера ................................................................................................... 70
2.3.5. Фильтрация тупикового типа ........................................................................... 71
2.3.6. Жидкостно-жидкостная порометрия ............................................................... 72
2.3.7. Определение пористости .................................................................................... 73
2.3.8. Сканирующая электронная микроскопия ..................................................... 74
2.3.9. Механические свойства мембран ..................................................................... 74
2.3.10. ИК спектроскопия ........................................................................................... 74
3. Результаты и обсуждение ................................................................................................. 75
3.1. Формование мембран осаждением в жидком осадителе (NIPS) ........................ 75
3
3.1.1. Тройные фазовые диаграммы трехкомпонентных смесей и псевдотрехкомпонентных смесей ................................................................................... 75
3.1.2. Влияние состава трехкомпонентной смеси на температуру стеклования ... ................................................................................................................................. 80
3.1.3. Формирование структуры в системах ПАН/растворитель и его смеси с ацетоном после погружения в воду ................................................................................ 84
3.1.4. Морфология полученных мембран ...................................................................... 91
3.1.5. Разделительные свойства полученных мембран .............................................. 92
3.2. Формование мембран осаждением в парах осадителя (VIPS) ........................... 97
3.2.1. Влияние времени воздействия паров на свойства мембраны .................... 97
3.2.2. Разделительные характеристики мембран, полученных методом VIPS .. 99
3.3. Модификация ИК-нагревом мембран ПАН ........................................................ 105
3.3.1. Водопроницаемость ........................................................................................... 105
3.3.2. Морфология мембран ....................................................................................... 107
3.3.3. Структурная стабильность и эффективность разделения ПАН-мембран после ИК-обработки ........................................................................................................ 109
3.3.3.1. Испытания на стабильность ........................................................................ 109
3.3.4. Проницаемость растворителей и порог отсечения по молекулярным массам ............................................................................................................................... 111
3.3.5. Оценка распределения пор по размерам ...................................................... 113
3.3.6. Причины повышения устойчивости мембран ПАН после ИК-обработки .. ............................................................................................................................... 115
3.3.7. Сравнение энергопотребления при ИК-обработке и традиционном нагреве ............................................................................................................................... 120
3.4. Характеризация бислойных мембран ................................................................... 121
3.5. Разделение асфальтенов на ПАН мембранах ...................................................... 125
Основные результаты и выводы .......................................................................................... 132
Обозначения и сокращения ................................................................................................... 134
Список литературы ................................................................................................................. 135
