Полупроницаемая мембрана

 

Изобретение относится к мембранной технологии, а точнее к мембранам, служащим для разделения смесей.Цель изобретения - повьшение эффективности работы мембраны за счет увеличения ее сферы применения и повьшения селективности . Полупроницаемая мембрана состоит из пористой п.олимерной основы , содержащей гидрофильные группы, и импрегнирующей жидкости, состоящей из водного слоя, расположенного на поверхности пор, и слоя, ограниченно растворимого в воде жидкого органичес кого поверхностно-активного вещества. В частности, в качестве пористой полимерной основы могут использоваться нитроацетатцеллюлозные ультрафильтры, а в качестве ограниченно растворимого в воде поверхностно-активного вещества могут использоваться жирные кислоты и другие липидоподобные жидкости . 2 (/) 00 СП О5 ю

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУ6ЛИК

„„Я0„„1351621 A 1 д11 4 В 01 13 13/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4076295/31-26 (22) 11.06.86 (46) 15.11.87. Бюл. М 42 (» ) Институт химической физики

АН СССР (72) Н.M.Êo÷åðãèíñêèé и Л.Е.Бромберг (53) 66.067.38(088.8) (56) Патент США k - 3396510, кл. 55-16, 1968.

Патент Франции Р 2047635, кл. В 01 D 13/00, 1971. (54) ПОЛУПРОНИЦАЕМАЯ МЕМБРАНА (57) Изобретение относится к мембранной технологии, а точнее к мембранам, служащим для разделения смесей. Цель изобретения — повышение эффективности работы мембраны за счет увеличения ее сферы применения и повышения селективности. Полупроницаемая мембрана состоит из пористой колимерной основы, содержащей гидрофильные группы, и импрегнирующей жидкости, состоящей из водного слоя, расположенного на поверхности пор, и слоя, ограниченно растворимого в воде жидкого органичес кого поверхностно-активного вещества.

В частности, в качестве пористой полимерной основы могут использоваться нитроацетатцеллюлозные ультрафильтры, а в качестве ограниченно растворимого в воде поверхностно-активного вещества могут использоваться жирные кислоты и другие липидоподобные жидкости.

1351621

Изобретение относится к мембранной технологии, а точнее к мембранам, служащим для разделения смесей в химической, микробиологической и друРих отраслях промьппленности, а также в медицине.

Целью изобретения является повышение эффективности работы мембраны за счет увеличения сферы применения мембраны и повышения ее селективности.

Данная цель достигается тем, что полупроницаемая мембрана состоит иэ пористой полимерной основы, содержащей гидрофильные группы, импрегнирующей жидкости, состоящей из водного слоя, расположенного на поверхности пор, и слоя, ограниченно растворимого в воде жидкого органического по- 0 верхностно-активного вещества.

В частности, в качестве пористой полимерной основы могут использоваться нитроацетатцеллюлозные ультрафильтры и другие пористые полимерные мат- 25 рицыэ содержащ е -СООНВ -11Н Ф -SHj

-HS0> и другие ионообменные группы.

Пористая полимерная матрица может содержать тромболитические вещества, например гепарин, а также уреазу, 30 ,расщепляющую мочевину и повышаюцую скорость ее удаления иэ биологической .жидкости.

Слой ограниченно растворимого в воде жидкого органического поверхностно-активного вещества может представлять собой жирные кислоты, их эфиры, жидкие или жидкокристаллические фосфолипиды, растительные или животные масла или смеси перечислен- 40 ных веществ. В жидком органическом поверхностно-активном веществе могут быть дополнительно растворены синтетические или природные переносчики различных веществ, например перенося- 45 щая ОО натриевая соль железо (II) фталоцианинтетрасульфоновой кислоты.

В качестве катализаторов для переноса СОО могут использоваться сульфиты щелочных металлов или карбоангидраза. Кроме того, может быть использована органическая жидкость, например, олеиновая кислота, переведенная в полимерную форму, например, путем химической, радиационной или плазмохимической обработки, что увеличивает: срок службы мембран за счет уменьшения вымывания импрегнирующей жидкости.

Покрывающий поверхность пор водный слой может дополнительно содержать различные экстрагенты, например гидрокарбонаты щелочных металлов, облегчающие перенос СО

Импрегнированная мембрана может быть дополнительно покрыта тонкой гидрофобной пленкой, например, иэ силиконовой резины или полимеризованной импрегнирующей жидкости..

Увеличение сферы применения мембраны достигается за счет того, что она может применяться как для разделения газов, так и водных растворов и биологических жидкостей. Повышение газовой селективности предлагаемой мембраны по сравнению с известными полимерными мембранами стало возможным благодаря тому, что используются пористые мембраны с порами, заполненными жидкостями, что позволяет варьировать в широких пределах и получать значительные различия в коэффициентах распределения этих газов между газовой и жидкой фазами. Повьш1ение селективности при разделении жидких смесей, содержащих гидрофильные вещества с различной молекулярной массой, достигается за счет наличия водного слоя ограниченной толщины, расположенного на поверхности пор. Одновременно достигается увеличение срока службы мембран за счет совместного использования двух жидкостей, одна из которых (органическая), как правило, малолетучая, а другая (вода) удерживается в мембране благодаря взаимодействию с ионными груп. пами подложкй и полярными группами поверхностно-активного вещества, Пример. Использовали мембрану из нитроацетатцеллюлозы с диамет-5 ром пор 10 см и общей пористостью

85Х. Поверхность пор быпа покрыта

О слоем воды толщиной 30-100 А, а объем пор был заполнен изобутиловым эфиром лауриновой кислоты. Измерения

О проводили при 37 С в стеклянной тер- мостатируемой ячейке, разделенной на две части мембраной. С одной стороны мембраны в ячейку вводились гаэовые смеси с варьируемым парциальным давлением СО и О, а с другой стороны ячейка заполнялась биологической жидкостью, циркулирующей по замкнутому циклу, включающему резер. вуар с датчиком для измерения 0О и

СΠ— чувствительным электродом.

135

Газопроницаемость мембраны выражается формулой

Q 1

П= -—

Формула изобретения

Составитель Л.Свитцов

Редактор Н.Швыдкая Техред И.Верес

Корректор А. Тяско

Тираж 657 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д. 4/5

Заказ 5515/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 где II — - проницаемость мембраны, см (СТД) см с см рт.ст, Q — поток газа через мембрану, см (СТД) см с ", 1 - Torrvpma мембраны, см;

P — - парциальное давление газа в газовой смеси, см рт ° ст.

Селективность мембраны выражается отношением проницаемостей соответствующих газов через эту мембрану.

Проницаемость 0 через мембрану, приготовленную как указано, равна

9,8 10 см /СТД/см с см рт.ст., а проницаемость СО через эту же мембрану равна 1,3 ° 10 см /СТД/см с см .рт.ст. . Селективность С0 /О этой мембраны равна 13,3. Эта селективность превосходит селективность известной мембраны..и приближается к газовой селективности стенки легкого. Мембрана обладает высокой водонепроницаемостью, причем если в экс1б21 4 перименте с одной стороны мембраны подавали жидкость под давлением

P 7б см рт.ст,, то с другой избь!тоцное стороны мембраны не удавалось обна5 ружить капель воды. Газоразделение на предлагаемой мембране можно проводить при избыточных давлениях, достигающих" 3 атм при использовании пористых подложек, придающих мембране механическую прочность.

Полупроницаемая мембрана для разделения смесей под действием градиента концентрации переносимых компонентов, состоящая из пористой полимерной основы, содержащей гидрофиль20 .ные группы, и импрегнирующей жидкости, отличающаяся тем, что, с целью повышения эффективности работы мембраны sa счет увеличения ее сферы применения и повышения селективности разделения, импрегни- рующая жидкость состоит из водного слоя, расположенного на поверхности пор, и слоя, ограниченно растворимого в воде поверхностно-активного веЗО щества