|
ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
ИСТИНА ЦЭМИ РАН |
||
Транспортные свойства мембран анодного оксида алюминия в жидких средахдипломная работа (Магистр)
- Научные руководители: Петухов Д.И., Елисеев А.А.
- Автор: Булдаков Д.А.,
- Тип: Магистр
- Организация, в которой проходила защита: МГУ имени М.В. Ломоносова
- Год защиты: 2013
- Аннотация: Процессы фильтрации, направленные на очистку жидкостей или выделение индивидуальных компонентов из растворов, относятся к одной из наиболее динамично развивающихся областей науки и технологии. Как правило, для проведения процессов фильтрации используются, как неорганические, так и полимерные мембраны. Кроме того, с недавних пор наблюдается достаточно большой интерес к анодному оксиду алюминия (АОА) как перспективному материалу для создания мембран. К преимуществам анодного оксида алюминия следует отнести возможность прецизионного контроля параметров структуры в процессе синтеза мембран. К основным характеристикам любой мембраны относятся проницаемость, селективность и стабильность. В связи с этим в рамках данной работы были исследованы транспортные свойства мембран АОА с использованием полярных и неполярных растворителей, деградационная устойчивость мембран при использовании в жидких средах, а также продемонстрированы некоторые функциональные свойства на примере разделения смесей белков в процессе диализа и создания эмульсий методом мембранного эмульгирования. Мембраны АОА были синтезированы путем окисления алюминия по методике одностадийного анодирования в «жестких условиях» при высоких напряжениях (100-160В), а также двухстадийным анодированием при низких напряжениях (20-60В). Анодирование проводилось в 0,3М растворе H2C2O4. Толщина формируемой пленки регулировалась величиной протекшего при анодировании заряда. Для достижения сквозной пористости синтезированных образцов проводили селективное удаление металлической подложки и барьерного слоя с электрохимическим детектированием момента открытия пор. Жидкостная проницаемость мембран АА является достаточно высокой, при этом течение жидкости через поры может быть описано потоком Пуазейля. Кроме того, мембраны АОА обладают высокой стабильностью по отношению к органическим растворителям (этанол, ДМСО, гептан). Однако при течении воды через мембраны АА, наблюдается уменьшение скорости потока, что может быть связано с частичным растворением аморфного оксида алюминия, формирующего стенки пор, и его последующего переосаждения, приводящего к блокировке поры. Было показано, что деградационная устойчивость мембран АОА по отношению к водным средам может быть существенно увеличена при модификации поверхности стенок пор слоем аморфного углерода, полученного путем пиролиза изобутана. В работе была продемонстрирована возможность разделения смеси белков, обладающих близкими молекулярными массами, но разными изоэлектрическими точками в процессе диализа. Разделение осуществляется за счет электростатического взаимодействия диффундирующих молекул и поверхности стенок пор, при этом фактор разделения для смеси бычий сывороточный альбумин и бычий гемоглобин для мембраны с диаметром пор 21±3 нм составляет 328. Кроме того, была показана возможность использования мембран АОА для получения эмульсий (изооктан-вода) с диаметром капель дисперсной фазы (изооктан) менее 1 мкм. Таким образом, в работе была показана возможность создания мембран на основе АОА, являющихся стабильными в органических и водных растворителях, а также позво-ляющих эффективно проводить процессы мембранного эмульгирования и разделения в жидких средах.
- Добавил в систему: Петухов Дмитрий Игоревич