Получение новых нанокомпозитных мембран с ультратонким селективным слоем методом межфазной поликонденсации, изучение структурных и транспортных характеристик: 2020 г. этап 2

Результаты проекта будут способствовать получению новых эффективных первапорационных мембран для разделения водно-органических смесей, а также в рамках проекта будут изучены фундаментальные основы массопереноса через ультратонкий полиамидный слой, полученный методом межфазной поликонденсации.

Мембранные методы находят широкое применение в настоящее время для очистки, концентрирования и фракционирования смесей, что обуславливает поиск новых мембранных материалов с улучшенным комплексом транспортных и физико-химических свойств. В рамках выполнения проекта была проведена разработка условий нанесения первого диффузионного слоя на ультрафильтрационные подложки (проведена разработка композиционных мембран) методами вымачивания, физической адсорбции и фильтрации. Был проведен выбор полимеров в зависимости от задачи разделения, а также на основании адгезионных свойств селективного полимерного слоя к материалу подложки, проведен выбор условий формирования композиционной мембраны (вязкость полимерного раствора, температура испарения растворителя, условия сшивания). Было проведено нанесение второго (верхнего) ультратонкого полиамидного слоя межфазной поликонденсацией на разработанную композиционную мембрану методом погружения. Были выбраны оптимальные реагенты для проведения межфазной поликонденсации. Структурные особенности и морфология разработанных мембран были изучены различными физико-химическими методами исследования (инфракрасная спектроскопия, сканирующая электронная микроскопия и атомно-силовая микроскопия). Измерены углы смачивания водой для оценки гидрофильно-гидрофобного баланса поверхности мембран. Транспортные свойства разработанных композиционных мембран были изучены в процессе первапорационной дегидратации спиртов (изопропанол, бутанол) и для разделения органических смесей (метанол-толуол). Транспортные характеристики первапорационных мембран на основе скуцината хитозана были улучшены путем модификации первого плотного диффузионного слоя на основе сукцината хитозана металл-органическим каркасным полимером (МКОП) FeBTC, а также нанесением немодифицированного и модифицированного FeBTC полиамидного слоя с помощью межфазной поликонденсации. К разработанным композиционным мембранам на основе хитозана и сукцината хитозана с тонким полиамидным слоем на поверхности, полученным в результате межфазной поликонденсации, был дополнительно применен метод ионного наслаивания различных полиэлектролитных пар.

Мембранные методы находят широкое применение в настоящее время для очистки, концентрирования и фракционирования смесей, что обуславливает поиск новых мембранных материалов с улучшенным комплексом транспортных и физико-химических свойств. В рамках выполнения проекта была проведена разработка условий нанесения первого диффузионного слоя на ультрафильтрационные подложки (проведена разработка композиционных мембран) методами вымачивания, физической адсорбции и фильтрации. Был проведен выбор полимеров в зависимости от задачи разделения, а также на основании адгезионных свойств селективного полимерного слоя к материалу подложки, проведен выбор условий формирования композиционной мембраны (вязкость полимерного раствора, температура испарения растворителя, условия сшивания). Было проведено нанесение второго (верхнего) ультратонкого полиамидного слоя межфазной поликонденсацией на разработанную композиционную мембрану методом погружения. Были выбраны оптимальные реагенты для проведения межфазной поликонденсации. Структурные особенности и морфология разработанных мембран были изучены различными физико-химическими методами исследования (инфракрасная спектроскопия, сканирующая электронная микроскопия и атомно-силовая микроскопия). Измерены углы смачивания водой для оценки гидрофильно-гидрофобного баланса поверхности мембран. Транспортные свойства разработанных композиционных мембран были изучены в процессе первапорационной дегидратации спиртов (изопропанол, бутанол) и для разделения органических смесей (метанол-толуол). Транспортные характеристики первапорационных мембран на основе скуцината хитозана были улучшены путем модификации первого плотного диффузионного слоя на основе сукцината хитозана металл-органическим каркасным полимером (МКОП) FeBTC, а также нанесением немодифицированного и модифицированного FeBTC полиамидного слоя с помощью межфазной поликонденсации. К разработанным композиционным мембранам на основе хитозана и сукцината хитозана с тонким полиамидным слоем на поверхности, полученным в результате межфазной поликонденсации, был дополнительно применен метод ионного наслаивания различных полиэлектролитных пар.

Пенькова Анастасия Владимировна, профессор, вклад значительный
Дмитренко Мария Евгеньевна, доцент, вклад значительный
Кузьминова Анна Игоревна, младший научный сотрудник, вклад значительный
Семенов Константин Николаевич, профессор, заведующий кафедрой, вклад значительный
Золотарев Андрей Александрович, ассистент, вклад значительный

не разрешается

не разрешается

В работе получаются новые полимерные материалы и изучается их применение для разделения различных промышленно-значимых смесей.