Том 14, № 4 (2024)

Задача выделения и рекуперации паров легколетучих органических соединений (ЛОС) представляется важной как с точки зрения снижения антропогенного негативного воздействия на окружающую среду, так и с позиции ресурсосбережения. Основными классами ЛОС являются, прежде всего, алифатические, ароматические и кислородсодержащие органические соединения. Значительным источником выбросов ЛОС различной природы являются отходящие газовые технологические потоки (или абгазы) нефтехимических производств (процессы полимеризации, гидроочистки, изомеризации, дегидрирования и др.). Улавливание и рекуперация паров ЛОС реализуется преимущественно с использованием технологии рекуперации и технологии разложения.

В работе дан краткий обзор современных технологий удаления и рекуперации ЛОС из парогазовых смесей. Подробно рассмотрена технология мембранного разделения парогазовых смесей, включая перспективные мембранные материалы. Данная технология позволяет селективно выделить ЛОС, а очищенный основной газовый поток вернуть при необходимости в производственный цикл без дополнительной подготовки.

Быстроразвивающаяся сфера применения портативных источников энергии требует поиска и разработки эффективных материалов для таких устройств. Для повышения безопасности самых распространенных металл-ионных аккумуляторов (литий- и натрий-ионных) вместо жидкого электролита предлагается использовать гель-полимерный электролит с униполярной проводимостью на основе Нафион-подобного электролита (Инион), пластифицированного апротонными растворителями. В работе представлены результаты исследования термической стабильности, молекулярной и надмолекулярной упаковки, а также ионной проводимости мембраны Инион в литиевой и натриевой формах, пластифицированных пропиленкарбонатом, с применением методов синхронного термического анализа, ИК-спектроскопии, малоуглового рентгеновского рассеяния и импедансной спектроскопии.

Использование катионообменных мембран в качестве полимерных электролитов в литиевых аккумуляторах с металлическим анодом позволяет подавить дендритообразование в процессе работы аккумулятора. Сольватация мембран приводит к повышению ионной проводимости, однако механические свойства, которые также влияют на рост дендритов, значительно ухудшаются. В настоящей работе механическая прочность и объемная стабильность мембран Nafion®-117 в Li⁺ форме, сольватированных смесью этиленкарбоната и пропиленкарбоната была улучшена путем введения в матрицу мембраны наноразмерных частиц диоксида циркония методом in situ. Показано, что введение 6.7% ZrO₂ приводит к увеличению модуля Юнга в ~16 раз по сравнению с немодифицированной мембраной. Вместе с этим объемная стабильность мембран в процессе сольватации увеличивается в ~1.5 раза. Однако ионная проводимость мембран после введения допанта понижается и составляет 3∙10^–4, 5∙10^–6 и 2.7∙10^–6 См/см при 25°С для мембраны, не содержащей допанта и содержащей 3.8% и 6.7% диоксида циркония, соответственно.

Цветовая идентификация антоцианидинов, ИК-спектроскопия, измерение контактных углов смачивания поверхности, определение удельной электропроводности, а также вольтамперометрия и параллельное измерение pH обессоливаемых растворов применены, чтобы проанализировать особенности фаулинга (засорения) алифатических (CJMA-3, CJMC-3) и ароматических (AMX-Sb, CMX-Sb) ионообменных мембран, применявшихся в тартратной стабилизации виноматериала методом электродиализа. Показано, что полифенолы образуют комплексы с металлами на поверхности и в приповерхностных слоях катионообменных мембран, которые не препятствуют переносу катионов. Фауланты влияют на величины предельных токов и усиливают каталитическую диссоциацию воды на поверхности всех исследованных мембран, а также увеличивают электрическое сопротивление анионообменных мембран. Применение пульсирующего электрического поля вместо традиционного для электродиализа непрерывного постоянного электрического тока ослабляет негативное воздействие фаулантов на удельную электропроводность мембран. Эти данные могут быть полезны для выбора мембран и токовых режимов при осуществлении тартратной стабилизации виноматериалов методом электродиализа.