Диссертации

Наринский Александр Георгиевич

Математическое моделирование и экспериментальная проверка методов расчёта процесса мембранного разделения

азотно-кислородных смесей

Год защиты: 1983

Научный руководитель: д.т.н., профессор Беляков в.П.

Место выполнения работы: Балашихское НПО криогенного машиностроения

Место защиты: МХТИ им. Д.И. Менделеева

Научная новизна работы: Разработана математическая модель процесса газоразделения с помощью

ассиметричной мембраны, позволяющая установить критерий применимости идеализированных моделей течения

газовых потоков, и определены условия для реализации в процессе разделения воздуха наиболее эффективного

противоточного режима идеального вытеснения. Разработаны новые эффективные алгоритмы и программы для

расчета процессов мембранного газоразделения с произвольным числом компонентов. Проведены

экспериментальные исследования процесса газоразделения на элементе с плоской асимметричной мембраной при

различных схемах движения газовых потоков и впервые показана возможность достижения в мембранном процессе

разделения воздуха показателей, соответствующих наиболее эффективной модели. Разработано математическое

описание процесса создания азотной атмосферы в камере для хранения плодов, инженерная методика его расчета и

оптимизации.

Практическая ценность: Разработаны и экспериментально подтверждены метода расчета процесса мембранного

газоразделения с помощью асимметричной мембраны и аппаратов на их основе« Определены оптимальные режимы

процесса в мембранных газоразделительных аппаратах. Установлены оптимальные технологические режимы

процесса создания азотной атмосферы в камере для хранения йодов.

Насер Аль-Наиф

Избирательное концентрирование скандия из многокомпонентных растворов ультрафильтрацией в сочетании с

комплексообразованием

Год защиты: 1990

Научный руководитель: д.т.н., профессор Дытнерский Ю.И.

Место выполнения работы: МХТИ им. Д.И. Менделеева, кафедра процессов и аппаратов химической технологии

Место защиты: МХТИ им. Д.И. Менделеева

Научная новизна работы: Экспериментально обнаружено и теоретически обосновано явление роста

селективности мембраны по полимеру с увеличением концентрации скандия при постоянном давлении, что

обусловлено образованием более жестких конформаций макромолекул металл-полимерных комплексов с

увеличением концентрации металла. Разработана математическая модель ультрафильтрации растворов гибкоцепных

полимеров, учитывающая деформацию макромолекул на входе в пору и комплексообразование с металлами.

Получены уравнения для расчета селективности мембран по полимеру и по скандию в зависимости от состава

раствора и гидродинамических условий ультрафильтрационного разделения. Установлено удовлетворительное

соответствие расчетных значений селективности экспериментально найденным величинам.

Практическая ценность: Разработан процесс избирательного концентрирования скандия из

многокомпонентных растворов, включающий металл-полимерное комплексообразование, ультрафильтрацию и

регенерацию полимерного связывающего агента. Разработан новый метод термической регенерации полимерного

связывающего агента, заключающегося в нагревании раствора до температуры разложения комплекса и

последующем отделении полимера от гидроксидов скандия. Определены наиболее приемлемые условия проведения

процесса. Показана возможность избирательного концентрирования скандия из многокомпонентных систем.

Нечаев Александр Николаевич

Ионоселективные свойства трековых мембран

Год защиты: 1995

Научный руководитель: Д.х.н. Мчедлишвили Б.В.

Место выполнения работы: Институт кристаллографии им. А.В. Шубникова РАН

Место защиты: Институт физической химии РАН

Научная новизна работы: Получены ионселективные трековые мемб¬раны, преследованы их структура и физико-

химические свойства. Экспериментально изучены процессы разделения бинарных и тер¬нарных растворов

электролитов на этих мембранах; показано, что основным, физико-химическим механизмом обратноосмотического

разделения растворов электролитов для полученных мембран явля¬ется электрохимический. Исследованы

электроповерхностные свойства ионселективных трековых мембран, при этом проведены прямые измерения

удельной электропроводности заполняющих поры водных растворов электролитов. Методом потенциала течения

определена плотность электрического заряда поверхности пор. Проведено сравнение существующих теоретических

представлений с экспериментальными данными, полученными с помощью ионселек¬тивных трековых мембран.

Практическая ценность: Разработанная на основе проведенных исследований методика изготовления

ионселективных трековых мембран используется в научной практике ряда лабораторий Российской академии наук.

На основе полученных в работе данных синтезированы ионселективные трековые мембраны, которые используются

в научной практике как модельные пористые системы для изучения процессов обратного осмоса и нанофильтрации.

Результаты работы создают основу для дальнейшего развития теории мембранных процессов, поэтому могут быть

использованы для их оптимизации, способствовать совершенствованию структуры и прогнозированию физико-

химических свойств современных обратноосмотических, нано- и ультрафильтрационных мембран.

Нигматуллин Ринат Равильович

Химически модифицированные целлялохные мембраны

Год защиты: 1988

Научный руководитель: д.т.н., профессор Брык М.Т.

Место выполнения работы: Институт коллоидной химии и химии воды им.Думанского А.В. АН УССР

Место защиты: Институт коллоидной химии и химии воды им.Думанского А.В. АН УССР

Научная новизна работы: Изучены процессы омыления ультрафильтрационных ацетатцеллюлозных мембран в

щелочных средах и химически инициированной привитой полимеризации мономеров различной природа на их

поверхности; проведены систематические исследования физико-химических свойств и пористой структуры

мембран и влияния на них химического модифицирования; изучены процессы трансмембранного переноса при

ультрафильт- рации водных растворов различных веществ на модифицированных мембранах; установлено, что

химическая природа поверхности модифицированных мембран играет существенную роль при

ультрафильтрационном разделении исследованных растворов; показана возможность использования

ультрафильтрационных мембран с привитыми на поверхности ионогенными полимерами для обессоливания

сдабоминерализованных вод при низких рабочих давлениях (менее 1,0 МПа); показано, что селективность и

проницаемость модифицированных привитыми полимерами мембран можно регулировать, используя химические

свойства привитого полимера.

Практическая ценность: Научные результаты, полученные при выполнении работы, позволили предложить

технологию производства заряженных ультрафильтрационных мембран для разделения растворов ионогенных

веществ и заряженных коллоидов, а также обратного осмоса низкого давления. На базе НЮ "Полимерсинтез" (г.

Владимир) проведен выпуск и испытание укрупненных лабораторных и экспериментальных партий заряженных

мембран.

Новиков Константин Григорьевич

Усовершенствование процесса диализа лабильных препаратов вакцино-сывороточных производств с

использованием мембранной технологии

Год защиты: 1986

Научный руководитель: д.м.н., профессор Ненашев В.П.

Место выполнения работы: Экспериментально-технологический отдел Центрального научно-исследовательского

института вакцин и сывороток им. И.И. Мечникова

Место защиты: ВНИИ биосинтеза белковых веществ

Научная новизна работы: Установлено, что на протекание процесса диализа оказывает влияние пористая структура

мембран, которая определяет величину конвективного переноса, а также уровень разбавления, при проведении

диализа с обратным градиентом давления. Показано, что при повышении градиента давления в мембранах

происходит смещение кривых распределений пор по размерам в сторону малых размеров. Предложена формула для

расчёта диализного процесса, основанная на совместном рассмотрении диффузионного и конвективного переноса,

совмещенных в материальном балансе. Показано, что на активность и тепловую инактивацию ферментов влияет

компонентный состав среды. Установлено также, что компонентный состав среды, в основном, определяется

методом мембранного обессоливания.

Практическая ценность: Разработана технология получения фермента холинэстеразы и аллергоида из пыльцы

амброзии, в которой значительно сокращается длительность стадии удаления низко молекулярных примесей: при

деминерализации полуфабрикатов холинэстеразы с 3-5 суток до 3 - 4 часов, диализе экстракта амброзии, с 4 суток

до 7 часов, диализе аллергоида амброзии с двух суток до нескольких часов; сконструированная полупромышленная

установка для диализа полуфабрикатов холинэстеразы внедрена в производство на предприятии по производству

бактерийных препаратов ЦНИИВС им. Мечникова с экономическим эффектом свыше 4000 руб. в год. В данной

установке используется разработанный способ диализа белковых растворов / Авт. заявка 3746844/14 ДСП.

Положительное решение Госкомизобретений от 12.9.1985 г./; составлено и утверждено дополнение к регламенту

производства препаратов холинэстеразы К 135-79 ДСП, которое заключается в том, что для обессоливания

полуфабрикатов фермента применяется полупромышленная установка для диализа; показана возможность

Использования гемодиализаторов от аппаратов "искусственная почка", отработавших сеанс внепочечной очистки

крови человека; предложена и внедрена методика измерения аминного азота в технологическом процессе получения

аллергоида из пыльцы амброзии с помощью преобразователя удельной электропроводности жидкости.

Новикова Светлана Алексеевна

Синтез и транспортные свойства мембранных материалов с металлсодержащими частицами (Co, Ni, Cu, Ag)

Год защиты: 2010

Научный руководитель: Чл.-корр. РАН, профессор Ярославцев Андрей Борисович

Место выполнения работы: Российская академия наук Институт общей и неорганической химии им. Н.С.

Курнакова РАН

Место защиты: Российская академия наук Институт общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова РАН

Научная новизна работы: В настоящей работе обнаружено, что частицы металлов (Co, Ni, Cu, Ag) в ионообменных

матрицах характеризуются бимодальным распределением. Впервые изучено влияние внедренных частиц металлов на

транспортные свойства ионообменных сульфокатионитовых мембран МФ-4СК и СПЭЭК. Впервые в матрицах МФ-

4СК и СПЭЭК получены биметаллические частицы Cu/Ag, Co/Ag, Ni/Ag.

Практическая ценность: Полученные сведения о способах синтеза моно- и биметаллических частицах могут быть

использованы для получения композиционных мембран с улучшенными свойствами, например, бактерицидными

свойствами серебра. Разработанные подходы могут применяться для синтеза наночастиц металлов для применения

в электрофизических системах и в качестве катализаторов.

Овсепян Рубен Мартунович

Диффузия и проницаемость газов и паров в галогеносодержащих полимерах

Год защиты: 1989

Научный руководитель: д.х.н., ведущий научный сотрудник Ямпольский Ю.П.

Место выполнения работы: Институт нефтехимического синтеза им. Топчиева А.В. РАН

Место защиты: Институт нефтехимического синтеза им. Топчиева А.В. РАН

Научная новизна работы: В работе впервые: определены коэффициенты проницаемости - Р, диффузии - D и

растворимости по отношению к широкому набору органических паров: полному ряду хлорметанов - ССl4Н4-x, (0<х

<4), другим галогенсодержащим парам (CHF2C1, C2H2Cl), углеводородам С2 и ряду постоянных газов, в

полихлоропрене (ПХП) и сополимерах (СПЛ) хлоропрена (ХП) с метилметакрилатом (ММА) и метакриловой

кислотой (МАК); методом обращенной газовой хроматографии изучена термодинамика сорбции жидких

хлорметанов в вышеуказанных полимерах и выявлена роль водородных связей при сорбции и массопереносе в этих

полимерах; методом ИК-спектроскопии изучен процесс сорбции жидких хлорметанов в ПХП и сополимерах ХП с

ММА и МАК и подтверждено образование водородных связей при сорбции и СНСl3

Практическая ценность: Предложен способ получения композиционных мембран для разделения смесей

органических паров и постоянных газов; показано, что предложенная композиционная мембрана характеризуется

высокими факторами разделения а паров хлорорганичвских соединений и постоянных газов. Получено

положительное решение по авторской заявке на указанное изобретение.

Огневский Андрей Викторович

Разработка замкнутой технологической схемы промывки гальванопокрытий на основе обратного осмоса

Год защиты: 1990

Научный руководитель: К.Т.Н., доцент Кочергин Н.В

Место выполнения работы: МХТИ им. Д.И. Менделеева

Место защиты: МХТИ им. Д.И. Менделеева

Научная новизна работы: В работе получила дальнейшее развитие математическая модель мембранного разделения

водных растворов электролитов обратным осмосом, основанная на представлениях о структурных изменениях

жидкости на границе раздела мембрана - раствор и в порах мембраны. В частности, разработан метод расчета

градиентов физико-химических свойств жидкости в порах мембран и получении их усредненных характеристик.

Учтено также влияние на процесс разделения распределения пор мембран по размерам. На базе рассмотренного

механизма разделения растворов обратным осмосом предложена модель для расчета параметров разделения

многокомпонентных систем. Показана её адекватность экспериментальным данным. Разработана схема установки

обратного осмоса, позволяющая достигать высоких степеней концентрирования и получать пермеат, пригодный

для повторного использования в системе промывки гальванопокрытий.

Практическая ценность: Результаты настоящей работы в значительной мере расширяет знания в области процесса

разделения многокомпонентных водных растворов электролитов методом обратного осмоса. Разработанная

методика расчета параметров процесса разделения позволяет проводить проектно- конструкторские работы без

предварительного проведения трудоемкого экспериментального исследования. Разработанная технологическая

схема промывки гальванопокрытий реализована на Фрязинском ПО "Электронприбор". Экономический эффект от

ее внедрения составил 522 тыс. руб. в год.

Окунев Алексондр Юрьевич

Селективный массоперенос в мембранно-абсорбционных газоразделительных системах

Год защиты: 2007

Научный руководитель: к.ф.-м.н., Доцент Лагуецов Н.И.

Место выполнения работы: МИФИ

Место защиты: МИФИ

Научная новизна работы: Проведен анализ вклада физических процессов реализующихся при селективном

массопереносе газовых смесей в мембранном абсорбере, определены ключевые процессы, математическое

описание которых позволяет проводить расчет массопереноса в различных мембранно-абсорбицонных системах в

широком, диапазоне параметров режима. Разработан новый подход к описанию процесса неравновесной абсорбции

газа в конденсированной среде учитывающий поверхностные взаимопревращения вещества. Рассмотрены важные

частные случаи. Показана возможность улучшения процесса сорбции в жидкости за счет введения непористой

мембраны на границе раздела фаз. Впервые сформулирована последовательная математическая модель переноса в

мембранном абсорбере с учетом процессов неравновесной абсорбции на границах раздела фаз, поверхностного и

объемного превращения вещества. Разработанные подходы применимы не только для описания газопереноса в

мембранном абсорбере (МА) но и для таких процессов, как мембранное газоразделение, катализ, фазовые

превращения и другие. Исследованы разделительные характеристики МА, показано существование режимов работы,

в которых достигается одновременно высокая степень насыщения жидкости хорошосорбируемым компонентом и

высокая степень очистки от него газовой смеси, выданы рекомендации по выбору режимов работы. Впервые

показано существование режимов работы рециркуляционной мембранной абсорбционной системы (РМА), в

которых возможно одновременное достижение высокого обогащения и степени извлечения целевого компонента

бинарной смеси.

Практическая ценность: Проведены экспериментальные исследования процесса удаления СО2 из газовой смеси в

мембранном абсорбере. Полученные результаты хорошо согласуются с расчетами, проведенными по разработанной

математической модели. На основании предложенной теоретической модели и экспериментальных исследований

разработаны и реализованы плоскорамные противоточные мембранно-сорбционные модули, которые позволяющие

эффективно проводить процесс мембранной абсорбции. Продемонстрирована эффективность процесса осушки

газов мембранно-сорбционным методом (точка росы сухого газа -30°С, отношение потоков газ-жидкость более 103)

которая может быть достигнута при малых нергозатратах в компактных установках за счет низкой разницы

температур между абсорбером и десорбером и отсутствия компрессоров для сжатия газа. Разработана методика

определения коэффициентов переноса в системе газ - мембрана - физический сорбент, основанная на применении

разработанных теоретических подходов к описанию переноса в мембранно- абсорбционных системах к результатам

стационарных экспериментов на мембранном абсорбере с двумя независимыми газовыми фазами.

Орлов Николай Савельевич

Исследование процесса ультрафильтрации на основе анализа пористой структуры мембран

Год защиты: 1979

Научный руководитель: Д.Т.Н., профессор Дытнерский Ю.И.

Место выполнения работы: МХТИ им. Д.И. Менделеева

Место защиты: МХТИ им. Д.И. Менделеева

Научная новизна работы: Получены данные, характеризующие распределение пор по размерам различных типов

мембран. Исследован механизм ультрафильтрационного разделения БАВ пористыми мембранами.

Практическая ценность: Проведено исследование влияния технологических параметров процесса формования

мембран из полиакрилонитрила на порометрические характеристики мембран. Это позволило выбрать оптимальные

режимы получения мембран с требуемыми свойствами» Разработан и испытан в процессах счистки биологически

активных веществ кассетный ультрафильтрационный мембранный аппарат. На заявки по конструкциям

мембранного аппарата и одной из лабораторных ячеек получены положительные решения ВНИИГПЭ.

Осадчий Юрий Павлович

Разделение акриловых дисперсий ультрайильтрацией

Год защиты: 1990

Научный руководитель: д.т.н., профессор Блиничев В,Н,

Место выполнения работы: ИвНИТИ

Место защиты: Ивановский химико-технологический институт

Научная новизна работы: Доказана возможность осуществления процесса УФ разделения сточных вод, содержащих

акриловые дисперсии типа Аппретан 9211,9212, Лактон 606, при ведении процесса в активном гидродинамическом

режиме. Разработана математическая модель процесса разделения методом ультрафильтрации, позволяющая

рассчитать изменение концентрации ценного компонента во времени и определить оптимальное время

концентрирования. Найдена и описана зависимость изменения удельной производительности мембран во

времени.Разработана технология УФ процесса очистки сточных вод, приближзющая производство нетканого

клееного материала к безотходному.

Практическая ценность: На основании теоретических и экспериментальных исследований создана методика расчета

УФ установки с использованием трубчатых мембран. Разработана и изготовлена опытно-промышленная УФ

установка, проведены ее промышленные испытания и сдана в постоянную эксплуатацию на фабрике нетканых

материалов в г. Сыктывкар. На разработанные способ и устройство обработки сточных вод получено авторское

свидетельство СССР Ш 1444424 и решение о выдаче а.с. на заявку № 4690811/28-26 от 23.03.90 г. Определен для

разделения сточных вод, содержащих акриловые дисперсии, оптимальный тип мембран и даны рекомендации по

длительному использованию мембран типа ПСА (полисульфонамидные) и Ф-1 (фторлоновые) в производственных

условиях. Создана технология очистки сточных вод, содержащих акриловые дисперсии, с повторным

использованием пермеата и концентрата, которые позволяют экономить 94,0 тыс. руб. в год на одну УФ установку,

без учета экономического эффекта от загрязнения окружающей среды.

Осипов Олег Александрович

Влияние физических факторов на газопроницаемость ассиметричных мембран

Год защиты: 1988

Научный руководитель: Член-корреспондент АН СССР Наметкин Н.С.

Место выполнения работы: Институт нефтехимического синтеза им. А.В. Топчиева АН СССР

Место защиты: МХТИ им. Д.И. Менделеева

Научная новизна работы: При изучении процесса проникания газов черев ассиметричные мембраны на основании

обширного экспериментального материала, полученного автором диссертации, а также при обработке литературных

данных отечественных и зарубежных исследователей, установлено, что перенос газов через них носит смешанный

характер, когда наряду с активированной диффузией имеют место и капиллярные течения. В соответствии с

установленным механизмом массопереноса через гетерогенные системы впервые предложен полуэмпирический

расчет скорости потоков газов и селективности асимметричных мембран в зависимости от давления и температуры.

Показано, что изменение характеристик мембран во время их хранения и эксплуатации связано с наличием в них

следов растворителей и осадителя.

Практическая ценность: Разработанный метод расчета массопереноса и селективности асимметричных мембран

позволяет делать выводы относительно структуры изучаемых объектов, определять толщину диффузионного

(активного) слоя мембраны, выявлять наличие в пленках сквозных пор, а также оценивать соотношение между

кнудсеновским и пуазейлевским течениями при заданных давлениях и температурах. Знание этих параметров

необходимо при тестировании мембран для их практического применения, в частности, для процесса

газоразделения.

Павлов Денис Владимирович

Интенсификация и повышения эффективности электрофлотомембранного процесса очистки сточных вод от ионов

тяжелых металлов.

Год защиты: 2009

Научный руководитель: д.т.н., профессор Колесников Владимир Александрович

Место выполнения работы: кафедра электрохимического производства РХТУ им. Д. И. Менделеева

Место защиты: РХТУ им. Д. И. Менделеева

Научная новизна работы: Предложено доля интесификации и повышения эффективности процесса очистки

сточных вод от ИТМ в проточном режиме проводить комбинированный процесс электрофлотационной и

флотационной очистки с использованием мембранного модуля газонасыщения. Установлены новые

закономерности процесса очистки сточных вод от гидроксидов металлов в комбинированном

электрофлотомембранном модуле проточного типа.

Практическая ценность: Продемострировано высокое качество очистки сточных вод от ИТМ комбинированным

методом флотации с диспергированием воздуха через пористые материалы, электрофлотации и микрофильтрации.

Разработан и изготовлен опытный образец установки, сочетающий процессы флотации и электрофлотации. Данная

установка помимо исследовательских целей используется и в учебном процессе на кафедре мембранной технологии.

Разработана и внедрена комбинированная технология электрофлотационной и микрофильтрационной очистки

сточных вод гальванического производства от ИТМ, ПАВ, взвешенных веществ и нефтепродуктов до норм ПДК г.

Тулы.

Паровичников Андрей Игоревич

Мембранное газоразделение в плазмохимической технологии переработки сероводородсодержащего природного

газа

Год защиты: 1997

Научный руководитель: Д.Ф.-М.Н., профессор, академик РАН Русанов В.Д.

Место выполнения работы: Институт водородной энергетики и плахменных технологий (ИВЭПТ) РНЦ

«Курчатовский институт»

Место защиты: РХТУ им. Д.И. Менделеева

Научная новизна работы: Получены новые данные по разделительным характеристикам мембранных модулей

плоскорамного и рулонного типов в широком диапазоне состава газовых смесей и коэффициента деления потока

(?). Установлены области существенного влияния коэффициентов ?, в которых экспериментальные разделительные

характеристики заметно отличаются от расчетных по известным идеализированным моделям. Разработана методика

расчета газоразделительных характеристик применительно к задаче оптимизации конструкций мембранных модулей

плоскорамного и многорулонного типа. Получены новые экспериментальные и расчетные газоразделительные

характеристики мембранных многорулонных модулей из 1,2,4,6 и 24 рулонных элементов (РГЭ) и мембранной

многоступенчатой схемы с постоянным по ступеням коэффициентом ?. Показано, что газоразделительные

характеристики многорулонного аппарата соответствуют режиму идеального вытеснения с перекрестным током в

диапазоне коэффициентов 0 < ? < 0,85 при существенном отличии характеристик отдельного РГЭ от расчетных при

? >0,55. Конструкция аппарата многорулонного типа запатентована. Получены новые экспериментальные

результаты по разделительным характеристикам мембранных аппаратов плоскорамного и многорулонного типа на

основе мембраны МДК и двухступенчатой схемы при разделении компонентов реальной смеси (H2S-CO2-H2-CO),

подтвердившие расчетные и экспериментальные результаты на модельных смесях. Экспериментально доказана в

промышленных условиях возможность практически полного удаления кислых примесей в целевом потоке синтез-

газа. Впервые исследовано циклическое и непрерывное комплексное воздействие реальной химически агрессивной

сероводородсодержащей газовой смеси и аэрозолей серы на разделительные характеристики и ресурс работы

мембранных элементов, модулей и аппаратов в промышленных условиях.

Практическая ценность: Проведены испытания разработанных мембранных аппаратов на основе мембраны МДК на

реальных водород-сероводородных газовых смесях и ресурсные испытания газоразделительной установки на

Оренбургском газоперерабатывающем заводе, практически доказана высокая газоразделительная эффективность и

устойчивость работы аппаратов. Результаты исследований и испытаний на реальных газовых смесях положены в

основу разработки новых технологических решений при проектировании опытно-промышленной

плазмохимической мембранной установки для переработки природного газа на Астраханском ГПЗ. Разработанные

аппараты многорулонного типа на основе мембраны МДК использованы в мелкосерийном производстве

мембранных установок и внедрены в ряде нефтегазодобывающих и перерабатывающих технологических процессов

(Оренбургский ГЕЗ; ОАО "Удмуртнефть"; ОАО "Киришинефтеоргсинтез"; ОАО "ЛУКойл Пермнефть" и др.)

Комплекс работ по разработке и внедрению мембранного газо-разделительного оборудования отмечен серебряной

медалью ВДНХ (1991г.) и премией РАО "Газпром" (1992г.).

Паршина Юлия Ивановна

Разработка электрофлотационного процесса извлечения дисперсной фазы гидроксидов Fe, Ni из

концентрированных растворов солей натрия

Год защиты: 2004

Научный руководитель: д.т.н., профессор Колесников В.А.

Место выполнения работы: РХТУ им Д.И. Менделеева, кафедра технологии электрохимических производств

Место защиты: РХТУ им. Д.И. Менделеева

Научная новизна работы: Определены основные закономерности электрофлотационного процесса извлечения

гидроксидов Fe, Ni из растворов солей Na2SO4, NaCl, NaNO3 в диапазоне концентраций солей 1-100 г/л, и

дисперсной фазы - 10-500 мг/л. Выявлены направления интенсификации и повышения эффективности

электрофлотационного процесса извлечения дисперсной фазы гидроксидов Fe, Ni из растворов, позволяющие

интенсифицировать процесс в 3-5 раз, повысить эффективность процесса (степень извлечения ?), в первую очередь,

в растворах NaNO3>3, Na3РO4>4 с 1-5% до 95-98%. Высокую эффективность электрофлотационного процесса

обеспечивают флокулянты: «Суперфлок А - 137», «Praestol 650», «Zetag7664». Установлено, что низкая

эффективность электрофлотационного процесса в растворах NaNO3, Na3РO4 связана с изменением поверхностных

свойств дисперсной фазы и формированием частицы с отрицательным зарядом

Практическая ценность: На основании проведённых исследований разработан процесс электрофлотационного

извлечения дисперсной фазы Fe, Ni индивидуально или в смеси в диапазоне концентраций 10-500 мг/л из растворов

Na2SO4, NaCl, NaNO3 в интервале концентраций 10-100 г/л; разработана и передана для реализации в АО

«Норильский Никель» (г. Норильск) электрохимическая технология извлечения ионов Ni2+ (до 100 мг/л) из смеси

растворов 50 г/л NaCl и 30 г/л Na2SO4 производительностью 80 м3/ч; разработан и реализован процесс на ЗАО

АКОМ (г. Жигулёвск) электрокоррекции рН раствора 90-100 г/л Na2SO4 (концентрат обратного осмоса) в

электромембранном аппарате.

Пенькова Анастасия Владимировна

Транспортные характеристики и физико-химические свойства мембран на основе полимерных материалов,

модифицированных углеродными наночастицами.

Год защиты: 2010

Научный руководитель: доктор химических наук, профессор Тойкка Александр Матвеевич

Место выполнения работы: кафедра химической термодинамики и кинетики химического факультета Санкт-

Петербургского госудрственного университета

Место защиты: СпбГУ

Научная новизна работы: Установлено влияние наночастиц углерода на транспортные свойства первапорационных

мембран - на примере модифицированных мембран на основе полифениленизофталамида при разделении бинарных

метанолсодержащих смесей. Также показано, что введение фуллерена в матрицу из поли(2,6-диметил-1,4-

фениленоксида) приводит к увеличению селективности и проницаемости мембран при разделении смесей вода-

этанол и вода-этилацетат. Показана возможность выбора оптимального состава полимерная

матрица/наноуглеродный модификатор в нанокомпозитах, обеспечивающего наиболее эффективное разделение

компонентов систем. Комплексными спектроскопическими исследованиями подтверждён сложный характер

взаимодействия между углеродными наночастицами и полимерными цепями. Разработан подход к

термодинамическому описанию процессов первапорации и аппроксимации экспериментальных данных,

апробированный на примере бинарных систем.

Практическая ценность: Разработан метод получения новых мембран на основе нанокомпозитов

полимер/углеродная наночастица, обладающих улучшенными транспортными и физическими свойствами по

сравнению со свойствами немодифицированных мембран. Создана композитная трехслойная мембрана, состоящая

из селективного слоя поли(2,6-диметил-1,4-фениленоксида), модифицированного фуллереном, нанесённого на

двухслойную мембрану МФФК, для эффективного разделения этилацетата в гибридном процессе реакция +

первапорация. Результаты первапорационного разделения метанолсодержащих смесей могут быть рекомендованы

для разработки технологии очистки технического метил-трет-бутилового эфира. Моделирование процессов

первапорации представляет значение для предсказания концентрационной зависимости состава пермеата от состава

исходной смеси в процессе первапорации. Прогнозирование результатов в процессах с использованием мембран с

низкой производительностью позволит существенно снизить время эксперимента.

Петрова Инна Викторовна

Получение и исследование и свойств каталитического Pd- содержащих их полимерных меебран для глубокой

очистки воды от растворенного кислорода.

Год защиты: 2009

Научный руководитель: д.х.н., профессор Волков Владимир Васильевич

Место выполнения работы: Учрежедние Российской академии наук института нефтехимического синтеза им. А. В.

Топчиева РАН.

Место защиты: Учрежедние Российской академии наук института нефтехимического синтеза им. А. В. Топчиева

РАН.

Научная новизна работы: Впервые получены каталитические Pd- содержащие мембранные контакторы/реакторы

путем нанесения наночастиц палладия на внешнюю поверхность гидрофобных полипропиленовых пористых

половолоконых мембран и показано, что концентрация растворенного кислорода в воде не может быть снижена в

одностадийном процессе за счет каталитической реакции восстановления растворенного кислорода водородом.

Методами РАС, ЭДА и EXAFS показано, что наноструктурированный палладиевый катализатор пердставляет собой

кристаллический Pd0. Область когерентного рассеяния (ОКР) нанокристаллитов палладия составляет 10 нм и 40 нм

для ступенчатого и непрерывного методом нанесения, соответственно.

Практическая ценность: Впервые получены мембранные контактор/реакторы нанесением палладия на внешнюю

поверхность пористых полипропиленовых половолоконных мембран внутри промышленных газожидкостных

контакторов без их разборки;концентрация растворенного кислорода в воде снижена на 4 порядка до уровня 1

мгл/л, что соответствует самым жестким требованиям по содержанию растворенного кислорода в ультрачистой

воде.