4. Новые материалы и высокопроизводительные мембраны для разделения жидких и газовых смесей; мембранный катализ в химических процессах получения продуктов высокой чистоты

Одной из задач является создание многоканальных пористых половолоконных мембран с повышенной термо- и химической стабильностью и способов разделения на их основе для решения задач разделения на промышленных и муниципальных объектах. В рамках этого раздела предполагается разработка методик физической и химической модификации многоканальных асимметричных пористых половолоконных мембран, полученных с использованием базовых мембранных материалов (полисульфон, полиакрилонитрил и др.), исследование морфологии и транспортных свойств мембран, полученных при различных режимах формования.Другой важной задачей является синтез и изучение механических, пленкообразующих и термических характеристик новых полимерных мембранных материалов на основе ПТМСП и ПМП и создание гомогенных мембран на их основе, сочетающих высокие коэффициенты газопроницаемости с высокой селективностью выделения целевых компонентов из газовых смесей для разделение смесей, моделирующих промышленно важные газовые смеси различного состава – природного газа, CO2/CH4, CO2/N2, CO2/H2, O2/N2.Важной проблемой является разработка требований к мембранам и условиям реализации эффективных мембранных процессов разделения многокомпонентных смесей, содержащих С1-С4 алканы. Выбор наиболее перспективных для разделения смесей мембран будет осуществляться на основе данных по проницаемости индивидуальных компонентов. Будет проведена оценка мембранного процесса разделения С-содержащих газов и оценок характеристик разделительного процесса с новыми композиционными мембранами с селективными слоями на основе металлоорганических соединений.В рамках решения данной задачи будет проведено исследование газотранспортных, сорбционных, газоразделительных свойства и свободного объема новых полимеров на основе замещенных норборненов и новых сополимеров норборнена, фторсодержащих сополимеров, полиарамидов, а также гибридных материалов (mixed matrix membranes) (МММ) на основе полигексафторпропилена (ПГФП) и добавок цеолита SAPO-34. Предполагается моделирование полученных транспортных параметров MMM. На основе полученных данных будет осуществляться расширение и совершенствование Базы Данных ИНХС РАН.В рамках задач развития энергетики будет решаться задача получения водорода из спиртов на катализаторах на основе благородных металлов, нанесенных на новые углеродные материалы с высокоразвитой поверхностью (расширенный ИК-пиролизованный ПАН и ИК-пиролизованный хитозан). Будут изучены процессы окислительного дегидрирования этилена (ОДЭ) на оксидных катализаторах (майенит, сложные фосфаты), и выявлено влияние допантов на активность и селективность их активности в процессе синтеза этилена этилена при ОДЭ в мембранно-каталитических системах.Развитие мембранной науки происходит по ряду направлений, связанных с синтезом новых мембранных материалов, исследованием их свойств (в первую очередь транспортных), разработкой мембранных реакторов и технологий на их основе. В предлагаемом плане работ предусмотрено развитие исследований по всем перечисленным направлениям. Причем по всем направлениям планируется создание научных результатов, соответствующих передовому уровню развития мембранной науки. Это обеспечивается высоким научным потенциалом и имеющимся научным заделом. В настоящий момент уровень исследований, проводимых в мембранном центре ИНХС, высоко оценивается мировым научным сообществом, что, в частности, подтверждается публикациями в наиболее высокорейтинговых профильных журналах. Имеется богатый опыт международного сотрудничества с высокоразвитыми в технологическом отношении научными центрами Европы. Междисциплинарная направленность мембранных исследований и высокая востребованность использования мембранных процессов в современных производственных технологиях обеспечат значимость полученных результатов для науки в целом и ряда практических приложений.