Электро / баромембранное разделение многокомпонентных растворов электролитов на основе электропроводящих нанофильтрационных мембран

Проект направлен на решение важной проблемы мембранной науки – разделения и фракционирования сложных по составу растворов электролитов с концентрированием целевых компонентов. С целью решения данной задачи предлагается гибридный электро / баромембранный процесс, в котором перенос растворенных компонентов определяется пористой структурой мембраны и параметрами приложенного электрического поля. Электрическое поле внутри пор селективного слоя возникает за счет создания разности потенциалов между мембраной и электродом, расположенным над поверхностью мембраны. В предложенном электро / баромембранном процессе разделение электронейтральных молекул проходит по ситовому механизму, а селективность переноса заряженных компонентов через мембрану определяется исключением Доннана. В рамках первого года проекта разработана методика синтеза композиционных керамических мембран с электропроводящим селективным слоем на основе подложек из летучей золы и нановолокон оксида алюминия с проводящим углеродным покрытием. Получены данные по физико-химическим свойствам мембран (морфология, текстурные характеристики, термические свойства, жидкостная проницаемость) и электрохимическим свойствам мембран (зависимость емкости от потенциала, время заряжения, область электрохимической устойчивости, ионная проводимость и селективность). Проведены эксперименты по нанофильтрации водных растворов органических (ионных) красителей (Victoria Blue, Brilliant Blue, Blue Dextrane) через мембраны без электрического поля. Получены данные по задержанию и потоку пермеата в зависимости от прилагаемой разности давлений. Разработана математическая модель нанофильтрации бинарных ионных растворов через мембрану с электропроводящей поверхностью. Исследованы зависимости задержания от разности давлений, концентрации электролита, потенциала поверхности мембраны, размера пор. Разработаны и изготовлены фильтрационные установки тупиковой и тангенциальной фильтрации с возможностью подачи потенциала на мембрану.