SU1597207A1 - Способ модификации полимерной мембраны из поливинилтриметилсилана - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к мембранной технологии и может быть использовано в химической промышленности. Целью изобретени   вл етс  повышение селективности поливинилтриметилсилановой мембраны при выделении водорода и кислорода из газовых смесей, упрощение, удешевление технологического процесса и снижение энергозатрат. Существо способа заключаетс  в том, что мембрану облучают потоком ионов цези  с энергией 2-5 кэВ и дозой 5^.10¹⁴-2^.10¹⁵см^-2. Така  операци  позвол ет повысить селективность мембраны по парам газов Н₂/О₂ и Н₂/СО₂ до 15 и 13,5 соответственно. 1 табл.

Description

Изобретение относитс  к мембранной технологии и может быть использовано в химической промьшшенности, в частности дл  вьщелени  водорода из газовых смесей.

Цель изобретени  - повышение селективности промьшшенных асимметричных мембран из поливинилтриметилсила- на (ПВТМС), упрощение, удешевление технологического процесса и снижение энергозатрат.

Указанна  цель достигаетс  тем, что согласно способу модификации полимерной мембраны из ПВТМС, включающему ионную бомбардировку, облучение провод т ионами цези  с энергией 2- . 5 кэВ и дозой 2.«10 .

Способ осуществл ют следующим образом .

Обработку мембран провод т на высоковакуумной установке (вакуум пор дка 10 Па) сепарированными положительными ионами , которые получают с помощью источника ионов с поверхностной ионизацией при термическом разложении щелочной соли

Cs С1. Дл  облучени  мембран примен ют расфокусированный пучок ионов цези . Образцы мембран диаметром 40 мм предварительно обезжиривают, а затем устанавливают в камеру дл  облучени . Плотность ионного тока при облучении пор дка 1 мкА/см. Температура мембраны в процессе обраСП

;0

Ю

ботки не более . Испытание на газоселективность.обработанных предлагаемым способом, а также исходных у мембран провод т на установке, основ- ными ЧАСТЯМИ которой  вл ютс  камеры напуска и измерени , между которыми вакуумно-плотно устанавливают испытуемую мембрану. Вдоль поверхности мембраны при небольшом избыточном давлении продувают анализируемый газ, В измерительной камере, предварительно откачанной до вакуума пор дка 10 Па, происходит накопление продиф- фундировавшего через мембрану газа анализ которого провод т на масс- кроматографе МХ1312. Испытани , мембран провод т при комнатной температуре .

В табл.1 приведены режимы модифи- кадии свойств мембран.

Из табл,1 следует, что при Е 2 кэВ ( кэБ) изменени  газосеЛективных свойств ПВТМС незначительны,

При Е 75 кэВ разрушаетс  диффузион-

ный слой из-за больших коэффициентов распылени  легирующей примеси. Интервал доз облучени , использованный в за вл емом способе, обусловлен концентрацией вводимой примеси и ее свойствами: при Д :5х10 - недостаточно активных центров сорбции дл  эффективного протекани  процесса разделени  .газовой смеси, а выбор верхней границы лимитируетс  большими значени ми коэффициентов распьшени  при бомбардировке ионами цези , разрушением диффузионного сло  и пересыщением поверхности цезием, что приводит к уменьшению растворимос и газа в полимере, ухудшению селективных свойств.

j ю 5 20

7 )

30 35 40

97207

Таким образом, оптимальные режимы облучени  ионами цези  лежат в интервале .энергий 2-5 кэВ и доз облучени 

, при которых наблюдаетс  максимальный эффект увеличени  селективности данных мембран.

В табл.2 приведены сравнительные данные по проницаемости и селективности мембран из ПВТМС.

За базовый объект прин ты асимметричные мембраны из ПВТМС, выпускаемые в промьш1ленности. По сравнению с базовым объектом селективность мембран, изготовленных предлагаемым способом, возросла в 3-8 раз, что имеет первостепенное значение в устройствах и у установках, св занных с радиолизом воды и выделением водорода и кислорода (углекислого газа) из реакционной среды.

По сравнению с известными в предлагаемых селективных мембранах селективность увеличиваетс  в 2 раза.

Claims (1)

1. Кроме того, технологичность способа возрастает за счет использовани  низкоэнергетичных ионов (2-5 кэВ вместо 80-120 K3B)j соответственно в 10 раз снижаютс  энергозатраты в результате применени  доступного и более дешевого оборудовани . Формула изобретени 

   Способ модификации полимерной мембраны из поливинилтриметилсилана, включающий ее облучение потоком ионов, отличающийс  тем, что, с целью повьшгени  селективности мембраны, упрощени , удешевлени  технологического процесса и снижени  энергозатрат, облучение провод т ионами цези  с энергией 2-5 кзВ и дозой 5 Z-lO cM-z .

   Таблица 1

   Cs с кэВ

   Д 5х10 см-2 ПВТМС (облученный) с кэВ Д 1х10 см-5

   Таблица2

   7,07 0,47 0,52

   15,0 13,5