SU924063A1 - Способ изготовления селективной мембраны i ♦ - Google Patents

Description

Изобретение относится к химической технологии, конкретно к способу изготовления селективной мембраны, и может быть использовано в медицине, химической промышленности.

Известен способ изготовления се- * лективной мембраны методом полива из раствора поливинилтриметилсилана на поверхность стеклянной пластины с последующим отслаиванием и растяжением. Мембрана характеризуется достаточно высокой величиной проницаемости по углекислому газу 0. - 3,6 л/м 2 ч [ 1 ].

Однако коэффициент разделения ^,5

по углекислому газу и кислороду невысок, ά- -4-5.

Известен также способ получения селективной мембраны нанесения покрытия^ из алюминия на поверхность поливинилтриметилсилана методом ионной бомбардировки. При этом достигнуто увеличение коэффициента разделения

2

/

по кислороду и углекислому газу в 2-3 раза [ 2 ].

Недостатком известной мембраны является незначительное увеличение коэффициента разделения при незначительном изменении проницаемости по углекислому газу.

Цель изобретения - повышение эф- фективности разделения газовых смесей, содержащих углекислый газ.

Поставленная цель достигается тем, что при изготовлении селективной мембраны на поверхность поливинилтриметилсилана наносят активное покрытие из углерода толщиной 500—

700 А методом вакуумтермического напыления при скорости осаждения 6-20.А/с.

Полимерные подложки толщиной 200250 мкм готовят из раствора поливинилтриметилсилана в бензина. Раствор отливают в виде пленок на целлофан. Удаление растворителя из раствора осуществляют при температуре

окружающего воздуха в течение сут, после чего пленка легко отслаивается.

Нанесение тонкого слоя углерода на полимерную подложку осуществляют методом вакуумного термического напыления на универсальном вакуумном посту ВУП-4 при следующих параметрах: вакуум р рабочем объеме не ниже чем 10""°тор, ток накала нагревателя 80 А, время напыления 3060 с, толщина напыленного слоя порядка 500-700 А .

Такой вакуум необходим для получения чистых покрытий без примесей остаточных газов. .Выбор величины общего накала нагревателя при указанном расстоянии электродов от подложки обусловлен тем, что ниже этого значения процесс осаждения более длителен ,> 1 мин и примеси остаточных газов влияют на состав и качество покрытия. Напыление слоя углерода проводится продолжительностью 30“

60 с. В зависимости от времени напыления изменяется и толщина докрытия. При толщине слоя менее 500 А получается недостаточно плотное покрытие и эффекта повышения селективности нс наблюдается.

Более толстое покрытие становится запорным слоем для углекислого газа.

Пример 1. Предварительно збезжиренную пленку ПВТМС с 5 - 12 см устанавливают в камеру для напыления по центру на расстоянии 9. см под угольными электродами. Систему откачивают до давления 10' тор.

924063 4

Методом термической активации разогревают угольные электроды и в месте контакта их начинается интенсивное распыление. Пии общем токе накала нагревателя ϋ - 60 А в течение 50 с напыления на поверхности полимерной пленки получай^ покрытие

10

15

20

25

30

35

из углерода толщиной 300 А. Затем полученную двухслойную мембрану на поддерживающей основе из минипласта устанавливают в диффузионную ячейку и исследуют на газопроницаемость. Величина проницаемости по углекислому газу ¢-1,4 л/м^/ч, а коэффициент разделения углекислого газа и кислорода сЬ-18.

Пример 2. Процесс осуществляют как в примере 1, но напыление углеродной пленки проводят при общем токе накала нагревателя Э - 90 А в течение 40 с, тодщина покрытия в этом случае 800 А, Величина проницаемости по углекислому газу ¢-1,4 л/м^-ч, коэффициент разделения Л- 50.

Пример 3. Напыление углеродной пленки на поверхность полимера проводят при общем токе накала нагревателя Э - 80 А в течение 1 мин. Толщина покрытия из углерода при таких условиях эксперимента 600 А ¢- 2,7 л/м*² ч Л- 48.

В таблице представлены данные по проницаемости углекислого газа, кислорода и для сравнения по воздуху, до напыления и после, а также коэффициенты разделения по углекислому газу и кислороду, углекислому газу и воздуху.

5

924063

6

1		>ч
О		с!
а		та
с	>х	о
	0)	СП
та	ь
X	и	X
X та	о Σ	С»
э	0)	о
О	<0	<_>
I	Л
Ι-	X	о
Ο	I	с

с*

чО

О

см

κΟ

-θ'

г*40

о
а	>х
с	«и с
	ь о
0)	о
X	О х
X 0)	1 '
3	<0 о
о	У о
I	X
ь	X 0
о	с

т

ζ

θ'

ш

о

X

о

ΙΟ

с

<0

I

X

т

X

с

о

со

с*

о

о

с

\О

1Л

ГО

«ч

о

ил

40

«ч

ил

ч0

гл

о

о

	1	гл	см	ил
о	1	-3*	Гх		о
с	1	«ч	«ч	. *·	•ч
	1 1	гл	ΓΛ	см	см

со

-з·

ил

-з40

00

гл

о

40

ил

-0“

о

40

О

-θ’

о

40

ил

о

г- ил

*Ч вч 44

см см *X

ΙΟ

о

X

о ·

<0 Iа о

X ·

I

о а с

х υ к * та о х»г<‘ ι X (К о о \ Ь X о υ Ое"· С= X υ

с*

О

о

с

ил

ил

		*		гл	г*.
00	-3*		-3·	<П	СП
г—	40		см	гл	гл
«ч	«ч		«ч	•ч	•ч
см	»—	1	о	о	о

ил

см

<п. -Ο0,252 - 1,43 0,318 0,0214

дао

!

СМ

ГЛ

см

ил

ил

»—

О 1

гЛ

4—

ч£>

СМ

00

о

чО

ГЛ

О 1

•ч

•ч

«ч

«ч

•ч

«ч

•ч

•ч

1

см

ач

со

чО

со

гл

о ·

см

гл

г—

Г—

Г·—»

»—►

г—

·—

С 1 _1 1

:з

1

Έ

0)

1

С

Ф

1

ф

«

та

1

к

ф

1

X

X

71

X

а

1

X

и

С

X

ю

1

о

<и

о

ф

υ

о

1

с!

Г-

см

гл

<г

с

X

см

гл

-з-

7

Таким образом, предлагаемый способ обеспечивает возможность получения значения коэффициентов разделения по углекислому газу и кислороду порядка Л- 50, а по воздуху 50-70 при величине проницаемости по углекислому газу 2-3 л/м%, повысить производительность процесса, снизить энергозатраты в 2-3 раза на проведение процесса разделения, умень-<> шить габариты аппаратов при использовании мембраны.

Claims (1)

1. Формула изобретения

   Способ изготовления селективной мембраны нанесением покрытия на поверхность поливинилтриметилсилана,

   924063 ⁸

   отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности разделения газовых смесей, содержащих углекислый газ, наносят актив5 ное покрытие из углерода методом вакуум-термического напыления при скорости осаждения_о6-20 А/с до толщины слоя 500-700 А.