Способ модификации асимметричной газоразделительной мембраны

 

Изобретение относится к технологии получения газоразделительных мембран, а именно к способам модификации асимметричных мембран на основе кремнийорганических полимеров, и может быть использовано для разделения водородно-кислородной смеси при радиолизе воды в медицине. Изобретение обеспечивает повьшение проницаемости и селективности мембран по водороду и кислороду за счет того , что на диффузионный слой поливинилтриметилсилановой или полиарилатдиметилсилоксановой мембраны наносят углерод при воздействии пучка ионов углерода энергией 80-120 кэВ и дозой (1-5)-10/ ион/см. 2 табл. § (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (1з1 (И) ОЛИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 в

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4208158/23-05 (22) 10.03.87 (46) 15.02.89. Бюл. Н 6 (71) Институт электроники им. У.А.Арифова (72) Т.Д.Раджабов, И.Е.Джамалетдинова, Л.Я.Алимова, В.Н.Серебряков, Л.Н.Чекалов и А.И.Камардин (53) 62.278 (088.8) (56) Дубяга В.П. и др. Полимерные мембраны. M.: Химия, 1981, с. 133134.

Авторское свидетельство СССР

Ф 924063, кл. С 08 -J 5/22, 1980, (54) СПОСОБ МОДИФИКАЦИИ АСИММЕТРИЧ НОЙ ГАЗОРАЗДЕЛИТЕЛЬНОЙ МЕМБРАНЫ .

Изобретение относится к технологии получения газоразделительных мембран, а именно к способам модификации асимметрических мембран на основе кремнийорганических полимеров, и может быть использовано для разде-, ления водородно-кислородной смеси при радиолизе воды в медицине.

Цель изобретения — повышение про- 10 ницаемости и селективности по водороду и кислороду поливинилтриметилсилановой (ПВТМС) и полиарилатдиметилсилоксановой (СИЛАР) мембран °

Изобретение иллюстрируется следую- 15 щими примерами.

Пример ы 1-9. Мембрану на основе ПВТМС или силара размером (S

=12 см ) предварительно обезжиривают (57) Изобретение относится к технологии получения газоразделительных мембран, а именно к способам модификации асимметричных мембран на основе кремнийорганических полимеров, и может быть использовано для разделения водородно-кислородной смеси при радиолизе воды в медицине. Изобретение обеспечивает повышение проницаемости и селективности мембран по водороду и кислороду за счет того, что на диффузионный слой поливинилтриметилсилановой или полиарилатдиметилсилоксановой мембраны наносят углерод при воздействии пучка ионов углерода энергией 80-120 кэВ и дозой (1-5) 10 ион/см . 2 табл. и затем устанавливают в камеру облучейия установки "Везувий-2", в кото рой.создают вакуум 10 торр. Включают ионный источник и проводят обработку .рабочей стороны (диффузионного слоя) мембраны пучком ионов углерода. После набора заданной дозы ионный источник отключают.

Измерение газопроницаемости мембраны проводят на двухкамерной уста новке. Вдоль рабочей поверхности мембраны (камера напуска) продувают анализируемый газ при давлении

1 05 атм и комнатной температуре, продиффундировавший газ накапливают

-6 в измерительной камере с 10 торр.

Газ анализируют с помощью масс-хроматографа МХ-13 12. роницаемость л/м ч атм

Селективность, Н /О

Мембрана

Пример

Режимы обработки.мембраны

Энергия Доза облуионов, чения, С,кэВ ион/см

П, 0, ПВТМС 80 8 ° 10

1 10

5 ° 10

1 10

4500 900

6000 920

6500 950

3500 800

5,0

6,52

6,84

4,3

6200 1550 4,0

800

1600 5,0

6000

835 7,2

885 7,9

7000

7500 950 7,9

4,5

3500 778

5600 935

6200 9 60

6600 970

2500 650

6,0

6,4

6,8

3,8 з 1

Конкретные режимы обработки и свойства полученных мембран приведены в табл.

Пример 10 (сравнительный)

На мембрану ПВТМС толщиной 200 мкм, полученную из раствора в бензоле, наносят методом термического напыления углерод в вакууме при давлении 10 торр и температуре 40 С.

Измерение газопроницаемости мембраны проводят аналогично примерам 1-9.

Свойства мембраны приведены в табл. 2. !

2 ПВТМС 100 8 10

1 -10

5 10

1 10

3 ПВТМС 120 8 10

1 ° 10 5 >10

1 10

4 ПВТМС 150 8 ° 10

1 10

5 .10

1 .10

4 формула из обретения

Способ модификации асимметричной газоразделительной мембраны на основе кремнийорганического полимера

5 нанесением на ее диффузионный слой углерода, отличающийся тем, что, с целью повышения проницаемости и селективности по водороду и кислороду, в качестве. мембраны используют пленку на основе поливинилтриметилсилана или полиарилатдиметилснлоксана, а нанесение углерода на ее диффузионный слой осуществляют воздействием пучка ионов углерода с энергией 80-120 кэВ и дозой (1-5) 10 ион/см2 .

Таблица 1

11000 1654 6,65

5320 1400 3,8.1457950

Мембрана

Пример елекивность,,/o, 10,7

1 1О, 11,3

5 10

1- 10

t1,9

8,6

8 .10

1 10

5° . 10

28,2

32,0

20,0

".с

8,2

9,2

10,0

8,0

10,0

8,0

5 10

1 10

Режимы обработки мембраны

Энергия Доза облуионов, чения, С+,кэВ ион/см

5 СИЛАР 80 8 10

6 СИЛАР 10

1 10

7 СИЛАР 120 8 10

1 .10

5 10

1 10

8 СИЛАР 120 8 ° 10

1 .10

5 10

1 .10

9 СИЛАР 1 50 8 ° 10

1 1О

Продолжение табл. 1

Проницаемость

Q, л/м ° ч атм

7300 680

7900 700

8700 730

6000 700

t 1800 655 18, 0

19200 680

21700 684

10500 525

10000 1220

11500 1250

13000 1300

8000 1000

10000 1220 8,2

11500 1250 9,2

13000 1300

8000 1000

7800 1500 5, 2

8500 1550 5, 5

9100 1630 5, 6

6200 1500 4, 1

145/9 0

Та блица 2

Проницаемость, Ц, л/м ч атм

° Мембрана

Н О

4,9

490

24,2

5,5

133, 1

1654

6,65

11000

5,96

129

21700 684.32

Составитель В.Ермишкин

Редактор Н.Киштулинец Техред А.Кравчук Корректор С.Шекмар

Заказ 284/7 Тираж 600 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям .при ГКНТ СССР

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

ПВТМС - асимметричная мембрана (контрольный образец без углерода) 2400

ПВТМС (гомогенная пленка) с углеродным покрытием (напыление, приреер 10) ПВТМС вЂ” асимметричная мембрана, имплантированная ионами .С с к*100 кэВ и D =

- 5 .10" ион/см2

СИЛАР - асимметричная мембрана (контрольный образец без углерода) 770

СИЛАР - асимметричная мембрана, имплантированная ионами С с

Е=100 кэВ и Э

° * 5 ° 10 ион/см

Селективность

Н -/О