Нанокомпозитные мембраны на основе новых полимеров с повышенным свободным объемом для разделения гелия, азота, CO2 и углеводородов C2-C4 из природного газа/биогаза

Мембранные технологии разделения веществ отличаются высокой эффективностью при низких энергозатратах (отсутствие фазовых переходов), малой материалоемкостью, мобильностью, масштабируемостью, модульным оформлением, простотой управления и представляют собой новые наукоемкие перспективные технологии, ориентированные на активное практическое использование в ХХI веке. В технологии мембранного газоразделения ключевым элементом является материал мембраны, который должен удовлетворять ряду эксплуатационных и газоразделительных характеристик. В качестве материалов газоразделительных мембран, в основном, используют стеклоообразные полимеры, разделительные характеристики которых пытаются улучшить различными химическими и физико-химическими способами. В совместном исследовании для достижения лучших результатов предлагается использовать полимеры, заведомо обладающие высокой газопроницаемостью и селективностью газоразделения, и путем совмещения их с проницаемыми наноразмерными наполнителями (металл-органическими каркасными соединениями) получить нанокомпозиты с улучшенными газоразделительными характеристиками. Впервые для такого рода материалов планируется применить обработку в среде сверхкритического диоксида углерода для того, чтобы упростить процесс активации нанонаполнителя и модифицировать упаковку цепей в полимерной матрице. Важным достоинством предлагаемого исследования можно считать совмещение синтеза, экспериментальных исследований полимеров и нанокомпозитов с методами молекулярного моделирования их структуры и свойств, что позволит получить информацию об изменениях структуры полимерной матрицы в результате формирования нанокомпозитов и их обработки в среде сверхкритического диоксида углерода.