ИСТИНА

Мембранное газоразделение – один из самых перспективных способов очистки и выделения газов из смесей. Особенно остро стоит проблема получения водорода из газовых смесей, содержащих CO2, CH4, N2, Ar. В промышленности для этой цели используют полимерные и металлические палладиевые мембраны. Полимерные мембраны имеют невысокую селективность при регулируемой в широких пределах проницаемости. Для палладиевых мембран характерна высокая селективность, но ограниченный срок службы и высокая стоимость. Для замены палладия рассматривается использование гидридообразующих сплавов, однако при взаимодействии с водородом они охрупчиваются, что не позволяет использовать их в чистом виде в качестве газоразделительных мембран. Одним из возможных решений является создание композитных мембран, состоящих из низкопроницаемого полимера и интерметаллического наполнителя, сочетающих достоинства обоих типов материалов. В настоящей работе были получены композиционные мембранные материалы на основе полиэтилена и полисульфона, содержащие интерметаллические соединения (LaNi5 и LaNi2,5Co2,4Mn0,1), исследована их структура и газоразделительные свойства Было показано, что мембраны, полученные классическим методом инверсии фаз из раствора полимера, демонстрируют резкое снижение селективности после взаимодействия с водородом из-за образования дефектов на межфазной границе металл/полимер. В связи этим, предложен альтернативный метод синтеза композитных мембран. На начальном этапе смесь двух компонентов подвергается механохимической активации. Последующее формование мембранных пленок из порошка проводится при нагревании. Фазовый состав и морфология мембран были охарактеризованы методами РФА и СЭМ. Исследование газотранспортных свойств проводили барометрическим методом. По результатам измерений были определены проницаемость и идеальная селективность мембран по отношению к Н2, СH4, СО2, Не, Ar, N2. По методу Дейнеса-Баррера рассчитаны коэффициенты диффузии и растворимости. Установлена зависимость основных функциональных параметров мембран от их состава, условий синтеза и температуры процесса газоразделения. Работа выполнена при финансовой поддержке проекта РНФ № 19-13-00207.