- Код статьи
- S22181180S2218117225030024-1
- DOI
- 10.7868/S2218118025030024
- Тип публикации
- Статья
- Статус публикации
- Опубликовано
- Авторы
- Том/ Выпуск
- Том 15 / Номер выпуска 3
- Страницы
- 162-173
- Аннотация
- Исследованы транспортные свойства композиционных мембран на основе полиалкилсилоксанов ПОМС/МФФК, ПДецМС/MФФK и коммерческой мембраны МДК-3 по индивидуальным газам N, СО, He, CH и по смеси CH/N с концентрацией 20/80%. Установлено, что селективность мембран возрастает с увеличением доли углеводородных фрагментов в полимере. Показано, что вследствие набухания материала селективного слоя необходимы исследования транспортных свойств при разделении газовых смесей. Установлено, что композиционные мембраны на основе полидецилметилсилоксана превосходят по селективности CH/N изученные полимерные мембраны при разделении смеси газов имитирующей сдувочный газ полимеризации пропилена. Селективность мембраны ПДецМС/МФФК в смеси по паре газов пропилен/азот составила 21. При этом проницаемость мембраны ПДецМС/МФФК по пропилену находится на высоком уровне, она составляет 550 GPU. Такой результат говорит о потенциале применения композиционных мембран с селективным слоем на основе ПДецМС для рекуперации мономеров из сдувочных газов полимеризации.
- Ключевые слова
- полидецилметилсилоксан полиоктилметилсилоксан пропилен рекуперация композиционные мембраны гидросилилирование газоразделение
- Дата публикации
- 11.11.2025
- Год выхода
- 2025
- Всего подписок
- 0
- Всего просмотров
- 25
Библиография
- 1. Baker R.W., Lokhandwala K. Natural gas processing with membranes: an overview // Ind. Eng. Chem. Res. 2008. V. 47. № 7. P. 2109–2121.
- 2. BP Energy Outlook 2030. London, UK. 2011. Т. 34.
- 3. Грушевенко Д.А. Прогноз развития энергетики мира и России: в фокусе нефтяной рынок / Серия “Библиотека Национального исследовательского института мировой экономики и международных отношений имени Е.М. Примакова”. С. 66
- 4. Maddah H.A. Polypropylene as a promising plastic: A review // Am. J. Polym. Sci. 2016. V. 6. № 1. P. 1–11.
- 5. Рынок полипропилена в России 2017–2024 гг. Цифры, тенденции, прогноз. URL: https://tk-solutions.ru/demo/mi_polipropilena.pdf (дата обращения: 06.03.2025).
- 6. Okolie J.A. Insights on production mechanism and industrial applications of renewable propylene glycol // Iscience. 2022. P. 104903.
- 7. Pasternak G., Ormeno-Cano N., Rutkowski P. Recycled waste polypropylene composite ceramic membranes for extended lifetime of microbial fuel cells // Chem. Eng. J. 2021. V. 425. P. 130707.
- 8. Sattler J.J.H.B., et al. Catalytic dehydrogenation of light alkanes on metals and metal oxides // Chem. Rev. 2014. V. 114. № 20. P. 10613–10653.
- 9. Сергеев И.М. История и современное состояние индустрии производства полипропилена в России // НефтеГазоХимия. 2022. № 3. С. 34–39.
- 10. Meier G.B., Weickert G., Van Swaaij W.P.M. Gas‐phase polymerization of propylene: reaction kinetics and molecular weight distribution // J. Polym. Sci. A: Polym. Chem. 2001. V. 39. № 4. P. 500–513.
- 11. Samson J.J.C., et al. Liquid phase polymerization of propylene with a highly active catalyst // AIChE J. 1998. Т. 44. № 6. С. 1424–1437.
- 12. Юнак С., Анфилов К.Л., Чериканова Е.А. Некоторые вопросы при утилизации полипропилена // Наука, образование, производство в решении экологических проблем (Экология-2022). 2022. С. 225–230.
- 13. U.S. Environmental Protection Agency. URL: https://www.epa.gov/air-emissions-inventories/2017-national-emissions-inventory-nei-data (дата обращения: 12.03.2023).
- 14. Какарека С.В. Сравнительный анализ подходов к регулированию выбросов летучих органических соединений // Природные ресурсы. 2019. № 1. С. 109–117.
- 15. Finexpertiza: исследование загрязнения воздуха. URL: https://finexpertiza.ru/press-service/researches/2023/kol-zagr-vozd-uvelich/ (дата обращения: 06.03.2025).
- 16. Охрана окружающей среды в России. 2022: Стат. сб. M.: Росстат, 2022. C. 115.
- 17. Sridhar S., et al. Coiflets, artificial neural networks and predictive coding based hybrid image compression methodology // 2014 2nd Int. Conf. on Devices, Circuits and Systems (ICDCS). IEEE, 2014. P. 1–6.
- 18. Arzhakova O.V., Arzhakov M.S., Badamshina E.R., Bryuzgina E.B., Bryuzgin E.V., Bystrova A.V., et al. Polymers for the future // Russ. Chem. Rev. 2022. V. 91. № 12. P. RCR5062.
- 19. Da Conceicao M., Nemetz L., Rivero J., Hornbostel K., Lipscomb G. Gas SeparationMembrane Module Modeling: A Comprehensive Review // Membranes. 2023. V. 13. P. 639.
- 20. Grushevenko E.A., Borisov I.L., Volkov A.V. High-Selectivity Polysiloxane Membranes for Gases and Liquids Separation (A Review) // Petrol. Chem. 2021. V. 61. P. 959–976.
- 21. De Sitter K., et al. Silica filled poly (1-trimethylsilyl-1-propyne) nanocomposite membranes: relation between the transport of gases and structural characteristics // J. Membr. Sci. 2006. V. 278. № 1–2. P. 83–91.
- 22. Grushevenko E., Chechenov I., Rokhmanka T., Anokhina T., Bazhenov S., Borisov I. Effect of Side Substituent on Comblike Polysiloxane Membrane Pervaporation Properties During Recovery of Alcohols C2-C4 from Water // Polymers. 2024. V. 16. P. 3530.
- 23. Grushevenko E.A., Borisov I.L., Knyazeva A.A., Volkov V.V., Volkov A.V. Polyalkylmethylsiloxanes composite membranes for hydrocarbon/methane separation: Eight component mixed-gas permeation properties // Sep. Purif. Technol. 2020. V. 241. P. 116696.
- 24. Meshkov I.B., Kalinina A.A., Gorodov V.V., Bakirov A.V., Krasheninnikov S.V., Chvalun S.N., Muzafarov A.M. New Principles of Polymer Composite Preparation. MQ Copolymers as an Active Molecular Filler for Polydimethylsiloxane Rubbers // Polymers. 2021. V. 13. P. 2848.
- 25. Hua J., et al. Improved C3H6/C3H8 separation performance on ZIF-8 membranes through enhancing PDMS contact-dependent confinement effect // J. Membr. Sci. 2021. V. 636. P. 119613.
- 26. Fang M., et al. ZIF-8/PDMS mixed matrix membranes for propane/nitrogen mixture separation: Experimental result and permeation model validation // J. Membr. Sci. 2015. V. 474. P. 103–113.
- 27. Pan Y., et al. Constructing superhydrophobic ZIF-8 layer with bud-like surface morphology on PDMS composite membrane for highly efficient ethanol/water separation // J. Environ. Chem. Eng. 2021. V. 9. № 1. P. 104977.
- 28. Lv M.-Y., et al. Blending ZIF-67 into PDMS membranes to promote the separation performance of propylene/nitrogen mixed gas // J. Phys.: Conf. Ser. IOP Publishing. 2022. V. 2383. № 1. P. 012115.
- 29. Khan A., et al. ZIF-67 filled PDMS mixed matrix membranes for recovery of ethanol via pervaporation // Sep. Purif. Technol. 2018. V. 206. P. 50–58.
- 30. Rychlewska K., Kujawski W., Konieczny K. Pervaporative performance of PEBA and PDMS based commercial membranes in thiophene removal from its binary mixtures with hydrocarbons // Fuel Processing Technology. 2017. V. 165. P. 9–18.
- 31. Arregoitia-Sarabia C., et al. PEBA/PDMS Composite Multilayer Hollow Fiber Membranes for the Selective Separation of Butanol by Pervaporation // Membranes. 2022. V. 12. № 10. P. 1007.
- 32. Cao X., Lee H.S., Feng X. Extraction of dissolved methane from aqueous solutions by membranes: Modelling and parametric studies // J. Membr. Sci. 2020. V. 596. P. 117594.
- 33. Henis J.M.S., Mary T.K. Composite hollow fiber membranes for gas separation: the resistance model approach // J. Membr. Sci. 1981. V. 8. № 3. P. 233–246.
- 34. Wu F., et al. Transport study of pure and mixed gases through PDMS membrane // Chem. Eng. J. 2006. V. 117. № 1. P. 51–59.
- 35. Li P., Chen H.Z., Chung T.S. The effects of substrate characteristics and pre-wetting agents on PAN–PDMS composite hollow fiber membranes for CO2/N2 and O2/N2 separation // J. Membr. Sci. 2013. V. 434. P. 18–25.
- 36. Lv M.-Y., et al. Promoted propylene/nitrogen separation by direct incorporating 2-methylimidazole into PDMS membranes // J. Membr. Sci. 2022. V. 661. P. 120902.
- 37. Fang M., et al. A facile approach to construct hierarchical dense membranes via polydopamine for enhanced propylene/nitrogen separation // J. Membr. Sci. 2016. V. 499. P. 290–300.
- 38. Grushevenko E.A., Borisov I.L., Bakhtin D.S., Bondarenko G.N., Levin I.S., Volkov A.V. Silicone rubbers with alkyl side groups for C3+ hydrocarbon separation // React. Funct. Polym 2019. V. 134. P. 156–165.
- 39. Borisov I.L., Grushevenko E.A., Anokhina T.S., Bakhtin D.S., Levin I.S., Bondarenko G.N., Volkov V.V., Volkov A.V. Influence of side chains assembly on the structure and transport properties of comb-like polysiloxanes in hydrocarbon separation // Mater. Today Chem. 2021. V. 22. P. 100598.
- 40. Matveev D.N., Borisov I.L., Grushevenko E.A., Vasilevsky V.P., Anokhina T.S., Volkov V.V. Hollow fiber PSF fine porous supports with ultrahigh permeance for composite membrane fabrication: Novel inert bore liquid (IBL) spinning technique // Sep. Purif. Technol. 2024. V. 330. Pt. B. P. 125363.
- 41. Fang M., Zhang H., Chen J., Wang T., Liu J., Li X., Li J., Cao X. A facile approach to construct hierarchical dense membranes via polydopamine for enhanced propylene/nitrogen separation // J. Membr. Sci. 2016. V. 499. P. 290–300.
- 42. Merkel T.C., Bondar V.I., Nagai K., Freeman B.D., Pinnau I. Gas sorption, diffusion, and permeation in poly(dimethylsiloxane) // J. Polym. Sci. B: Polym. Phys. 2000. V. 38. P. 415–434.
- 43. Yu L., Grahn M., Ye P., Hedlund J. Ultra-thin MFI membranes for olefin/nitrogen separation // J. Membr. Sci. 2017. V. 524. P. 428–435.
- 44. Kim H., Kim H., Kim S., Kim S.S. PDMS-silica composite membranes with silane coupling for propylene separation // J. Membr. Sci. 2009. V. 344. P. 211.
- 45. Fang M., Wu C., Yang Z., Wang T., Xia Y., Li J. ZIF-8/PDMS mixed matrix membranes for propane/nitrogen mixture separation: experimental result and permeation model validation // J. Membr. Sci. 2015. V. 474. P. 103–113.
- 46. Giannakopoulos I.G., Nikolakis V. Recovery of hydrocarbons from mixtures containing C3H6, C3H8 and N2 using NaX membranes // J. Membr. Sci. 2007. V. 305. P. 332–337.
- 47. Liu L., Chakma A., Feng X. Propylene separation from nitrogen by poly(ether block amide) composite membranes // J. Membr. Sci. 2006. V. 279. № 1–2. P. 645–654.
