Том 15, № 1 (2025)

В работе приведены результаты исследования свойств гибридных материалов на основе гомогенной мембраны МФ-4СК с градиентным распределением допанта по толщине. В качестве допанта использованы наночастицы гидратированного оксида кремния, в том числе с функционализированной поверхностью, содержащей протоноакцепторные группы. Выявлено наличие асимметрии диффузионной проницаемости растворов HCl и NaCl исследуемых мембран. Показано, что диффузионная проницаемость зависит от ориентации мембраны по отношению к раствору электролита и асимметрия достигает 65%. В зависимости от свойств поверхности внедренного оксида кремния (от природы и размера привитых групп) направление преимущественного транспорта ионов меняется. Описаны причины возникновения асимметрии диффузионной проницаемости и факторы, определяющие ее направление.

Одной из ключевых задач мембранной технологии является повышение устойчивости к засорению (фаулингу) и деградации поверхности мембран. В данной работе исследована стабильность свойств селективного слоя на основе фторсодержащих полисилоксанов при экспозиции в течение 6 месяцев на климатических площадках Вьетнама. В работе исследованы три композиционные мембраны на микрофильтрационной подложке МФФК-1 с селективными слоями: 1) полидециметилсилоксана (С10), 2) сополимера С10 и полисилоксана с трифторалкилакрилатной боковой группой (С10–F3), 3) сополимера С10 и полисилоксана с перфтороктильной боковой группой (С10–ПФО). Проанализировано сравнение изменения состава и свойств поверхности селективного слоя, а также газотранспортных свойств до и после экспозиции на испытательных площадках. Показано, что для мембран на основе фторсодержащих полисилоксанов (С10–F3 и С10–ПФО) наблюдается меньшее засорение и деградация полимера селективного слоя. Для образца С10 отмечено разрушение боковых алкильных фрагментов и повышение концентрации атомов кислорода на поверхности селективного слоя, в том числе за счет осаждения микроводорослей. Мембраны С10–F3 продемонстрировали наибольшую стабильность газопроницаемости по СО₂ и N₂ (изменение не более 10%) и наименьшую окислительную деструкцию.

Из всех разработанных процессов обессоливания воды обратный осмос занимает лидирующее место – 69% объема мирового производства пресной воды приходится на установки обратного осмоса, одним из критериев эффективности которых является количество образующегося концентрата. В статье описаны некоторые современные баромембранные безреагентные методы уменьшения количества концентрата установок обратного осмоса, главным критерием отбора которых является опыт их промышленного применения. Рассмотрены такие процессы, как прямой осмос (forward osmosis), прямой осмос с поддержкой давления (pressure assisted forward osmosis), обратный осмос с осмотической поддержкой (osmotically assisted reverse osmosis), обратный осмос полупериодического действия (semi-batch reverse osmosis), обратный осмос с пульсирующим потоком (pulse flow reverse osmosis), приведен принцип их работы и результаты практического применения в промышленности или крупномасштабных пилотных испытаний.