Claw.ru | Биология и химия | Модификация неорганических мембран нанокристаллитами пироуглерода Модификация неорганических мембран нанокристаллитами пироуглерода | Категория реферата: Биология и химия | Теги реферата: сочинение отец, сообщение | Добавил(а) на сайт: Салтанов. Предыдущая страница реферата | 1  2  3	4,16
Е0. .„.0, кДж/моль	22,3	22,3

электростатическое взаимодействие является очень слабым, и его не следует учитывать при анализе течения спирта через мембрану с оксидным составом по-ровой поверхности.

Сила электростатического диполь-дипольного взаимодействия молекул этанола между собой на 4 порядка выше, чем со стенкой поры, а их энергия (4,16 кДж/моль) достигает энергии слабых водородных связей. Однако энергия водородной связи молекул спирта с электроотрицательными атомами кислорода составляет 22,3 кДж/моль [9].

Следовательно, в жидкой фазе молекулы этанола находятся в виде ассоциатов, образованных водородными связями. Для того чтобы образовывать устойчивые адсорбционные слои и влиять на коэффициент ГДП, взаимодействие этих молекул со стенкой поры должно иметь близкую энергетику. Поэтому очевидно, что молекулы спирта адсорбируются на стенках пор за счет образования водородных связей О---Н---О, при разрыве которых коэффициент ГДП повышается (рис. 4а). Необходимо отметить, что наблюдаемые изменения коэффициентов ГДП для исходной мембраны являются значимыми величинами [11].

При относительно низких температурах измерения коэффициенты ГДП для неполярных молекул декана (ц = 0) практически одинаковы как для исходной, так и для модифицированной мембран (рис. 4), что вполне закономерно. Однако, ожидаемое при повышении температуры уменьшение коэффициента ГДП, связанное с нарушением параллельной стенкам поры ориентации линейных молекул декана, наблюдается только у исходной мембраны, а у модифицированной ГДП практически не изменяется. Если учесть, как отмечалось ранее, что исходная и модифицированная мембраны имеют аналогичную пористую структуру, то напрашивается вывод, что модификация поверхности поровых каналов нанокристаллитами пироуглерода придает этой поверхности некие специфические свойства, связанные со структурой и строением этих кристаллитов.

Можно предположить, что это связано с влиянием наноразмерности кристаллитов пироуглерода, нанесенных на поверхность поровых каналов. Для использованной в работе мембраны Lc -5—6 нм. Возможно, найденный эффект объясняется характерной для на-номатериалов избыточной свободной энергией, обусловленной обилием поверхностей раздела (межкри-сталлитные границы, тройные стыки и т.п.). Наличие этой энергии может препятствовать нарушению параллельной ориентации линейных молекул декана относительно стенки поры в пристеночном слое.

Известно, что при мембранном разделении смесей главной проблемой процесса является быстрая потеря производительности мембранных модулей, связанная с формированием на стенках пор устойчивых адсорбционных слоев. Одним из эффективных способов решения этой проблемы является модификация поверхности поровых каналов кристаллитами пироуглерода. Можно ожидать, что такая процедура, во-первых, существенно повышает проницаемость мембран при низких температурах эксплуатации, когда устойчивость адсорбционных слоев максимальна. Во-вторых, возможно существенное увеличение срока пробега мембран и мембранных модулей без регенерации, обусловленной потерей производительности. И наконец, условия регенерации модифицированных углеродом мембран должны быть более мягкими, не затрагивающими пористую структуру мембран, как в случае их обработки перегретым водяным паром, отжиге и пр.

Список литературы

1. Патент РФ № 2179064, 2002.

2. Солдатов А.П., Родионова И.А., Школьников Е.И. и др. Ж. физ. химии, 2004, т. 78, № 9, с. 1659-1664.

3. Школьников Е.И., Волков В.В. Докл. АН, 2001, т. 378, № 4, с. 507-511.

4. Патент РФ № 2141642, 1999.

5. Школьников Е.И., Родионова И.А., Солдатов А.П. и др. Ж. физ. химии, 2004, т. 78, № 5, с. 943-947.

6. Королев Ю.М. Химия тверд, топлива, 1995, № 5, с. 99— 111.

7. Moulder J.F., Stickle W.F., Sobol P.E., Bomben K.D. In: Handbook of X-ray photoelectron spectroscopy, Physical electronics, Eden prairie MN. Ed. J. Chastain. 1992, 439 p.

8. Березкин В.В., Волков В.И., Киселева О.А. и др. Коллоид, ж., 2003, т. 65, с. 129-131.

9. Гороновский И.Т., Назаренко Ю.П., Некряч Е.Ф. Краткий справочник по химии. Киев: Наукова думка, 1974, 991 с.

10. Кузьмичев В.Е. Законы и формулы физики. Киев: Наукова думка, 1989, 862 с.

11. Родионова И.А., Школьников Е.И., Волков В.В. Коллоид, ж., (в печати).