Введение

Мембранная технология - это отрасль науки и техники, связанная с использованием полупроницаемых мембран для разделения, очистки, фракционирования и концентрирования жидких и газовых смесей. Мембранные методы разделения жидких и газообразных сред уже сегодня заняли прочное место в арсенале промышленных технологических процессов. Существуют области, где мембранная технология вообще не имеет конкурентов. Здесь следует упомянуть аппарат "искусственная почка", создание сверхчистых веществ и зон в микроэлектронике, выделение термолабильных биологически активных веществ и др.[1].

Современные мембранные технологии относятся к числу энергосберегающих технологий и обеспечивают: низкие энергозатраты; непрерывность и безреагентность процесса разделения; легкость масштабирования и сочетания с другими технологиями; мягкие условия разделения; возможность изменения свойств мембран в широких пределах [2].

На сегодняшний день можно выделить четыре основные области применения мембран:

1) процессы разделения веществ: микрофильтрация,

ультрафильтрация, обратный осмос, газоразделение, первапорация (испарение через мембрану), диализ и электродиализ;

  • 2) контролируемые системы массопереноса для дозированного введения лекарств или внесения в почву удобрений и пестицидов [3];
  • 3) мембранные реакторы: энзиматические (ферментные) и каталитические, биосенсорные устройства и ткани искусственных органов;
  • 4) мембраны в энергосберегающих и конверсионных системах: в топливных элементах и электролизерах [4].

Мембраны нашли свое применение и в области нанотехнологий. Среди наноматериалов пористые мембраны занимают совершенно уникальное положение. Основные причины для этого следующие:

- сами мембраны являются типичными наноструктурами, представляя собой системы трехмерно связанных или отдельных нанопор в матричном полимерном или неорганическом каркасе. Тонкие селективные слои мембран, в которых, в основном, и функционируют нанопоры, сами зачастую представляют нанослой толщиной до 100 нм;

  • - на основе мембран методами матричного или шаблонного ("темплейтного" от англ, template - шаблон) синтеза могут быть получены так называемые вторичные структуры;
  • - поры мембран, модифицированные так называемыми "умными" (smart) полимерами - основное звено наноустройств сенсорного типа идр.[5].

Учебное пособие состоит из трех частей. В первой части приведен теоретический обзор основных мембранных процессов разделения, полимеров, применяемых в производстве мембран и методы их получения. Во второй части приведены тестовые задания, которые могут быть использованы как для проверки знаний студентов на практических занятиях, так и для принятия тестового зачета. Для их составления использовалась литература, указанная в конце данных методических указаний. Третья часть представляет собой темы рефератов, которые являются итогом самостоятельной работы студентов и задачи по теме «Мембранная технология».

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ ОРИГИНАЛ   След >