КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ
Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Номер проекта 20-79-10064
НазваниеРазработка новых мембран со смешанной матрицей на основе производных целлюлозы для высокоэффективного, экологически чистого и ресурсосберегающего мембранного разделения жидких смесей и создания каталитических мембранных реакторов
Руководитель Пенькова Анастасия Владимировна, Доктор химических наук
Организация финансирования, регион федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный университет" , г Санкт-Петербург
Конкурс №50 - Конкурс 2020 года «Проведение исследований научными группами под руководством молодых ученых» Президентской программы исследовательских проектов, реализуемых ведущими учеными, в том числе молодыми учеными
Область знания, основной код классификатора 09 - Инженерные науки; 09-206 - Нано- и мембранные технологии
Ключевые слова первапорация, нанофильтрация, ультрафильтрация, мембрана, гидроксиэтилцеллюлоза, карбоксиметилцеллюлоза, ацетат целлюлозы, производное целлюлозы, каталитический мембранный реактор
Код ГРНТИ61.00.00
ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ
Аннотация
Для обеспечения качества жизни людей, а также заботе о будущих поколениях необходимо использовать процессы, которые экологичны (направлены на сохранение окружающей среды), ресурсосберегающие и имеют низкое энергопотребление. Всем этим критериям удовлетворяют мембранные процессы, в связи с чем в современном обществе мембранные методы активно применяются для очистки, концентрирования и фракционирования смесей. Применение мембранных процессов для разделения смесей относится к критическим технологиям, без которых невозможно инновационное развитие промышленности.
Данный проект посвящен развитию таких мембранных процессов, как первапорация, нанофильтрация и ультрафильтрация. Применение данных процессов, использующих непористые и пористые мембраны, позволит проводить разделение смесей для широкого круга задач. Однако, для эффективного использования данных процессов необходима разработка новых мембранных материалов с заданными транспортными характеристиками. Данный проект направлен на разработку методов модификации для получения новых мембран с заданными свойствами на основе производных целлюлозы. Использование производных целлюлозы обусловлено тем, что биополимер целлюлозу трудно перерабатывать из-за ее низкой растворимости в большинстве растворителей.
В проекте будет проведена объемная модификация для всех разрабатываемых мембран путем введения в формовочную композицию модификаторов и поверхностная модификация с использованием метода ионного наслаивания полиэлектролитов (за исключением ультрафильтрационных мембран). Производные целлюлозы, модификаторы и полиэлектролитные пары будут выбраны в зависимости от типа мембранного процесса, в котором будут применены разработанные мембраны. Для первапорационных мембран будет проведена объемная модификация производных целлюлозы производными фуллерена, которые будут использованы в качестве модификаторов и сшивающих агентов. Для улучшения диспергации углеродных наночастиц в матрице производных целлюлозы, а также улучшения механических свойств производных целлюлозы, будут дополнительно введены полимеры. Для нанофильтрационных мембран будет проведена объемная модификация производных целлюлозы производными фуллерена, металлорганическими координационными полимерами (МКОП), а также полимерами.Поверхностная модификация разработанных мембран будет проведена методом ионного наслаивания с использованием полиэлектролитов. Новые ультрафильтрационные мембраны с заданными свойствами будут получены на основе производных целлюлозы и их смеси. В качестве добавок будут использованы полимеры (как модификаторы и порообразователи), фуллерен и оксид графена. .
Использование производных фуллерена, благодаря наличию функциональных групп, позволит провести сшивание полимерных цепей посредством образования ковалентных связей. Введение МКОП позволит увеличить проницаемость полимерной матрицы из-за своей пористой структуры, а также за счет увеличения адсорбции и абсорбции целевого компонента. Улучшение транспортных свойств ожидается за счет изменения поверхностных свойств, свободного объема и пористости в процессе модификации полимерных мембран. Нанесение полиэлектролитных пар на поверхность позволит регулировать транспортные характеристики. Транспортные характеристики (селективность, задержание и удельная производительность) полученных мембран будут исследованы при разделении промышленно-значимых смесей в процессах ультрафильтрации, нанофильтрации и первапорации. Выбор данных процессов связан с их высокой востребованностью для практического использования и обусловлен специфическим различием, как в движущей силе, так и в структуре используемых мембран (пористые и непористые). Также, будут проведены исследования, посвященные использованию разработанных мембран на основе производных целлюлозы в мембранных каталитических реакторах для получения сложных эфиров.
ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ