17 октября 2019, четверг, 06:35
VK.comFacebookTwitterTelegramInstagramYouTubeЯндекс.Дзен

НОВОСТИ

СТАТЬИ

PRO SCIENCE

МЕДЛЕННОЕ ЧТЕНИЕ

ЛЕКЦИИ

АВТОРЫ

16 августа 2018, 13:45

Создана мембрана для получения особо чистого кислорода

Схематичное изображение мембраны
Схематичное изображение мембраны
Предоставлено Валерием Белоусовым

Ученые из Института металлургии и материаловедения (ИМЕТ) РАН разработали новую двухслойную мембрану с ускоренным переносом кислорода. Она может использоваться в микро- и наноэлектронике, фармацевтической промышленности и области биотехнологий. Статья об исследовании опубликована в журнале ACS Applied Materials & Interfaces. Работа поддержана грантом Российского научного фонда, кратко о ее результатах рассказывается в пресс-релизе фонда.

Разделение смеси газов, в том числе воздуха, является важной частью химической промышленности. Благодаря этому процессу получают, например, чистый кислород, который в сжиженном виде используется в качестве окислителя ракетного топлива, а также служит реагентом для синтеза целого комплекса веществ. Получают чистый жидкий кислород путем разделения воздушной смеси на ее составляющие, в основном на азот и кислород. Провести разделение воздуха можно тремя методами: криогенным, адсорбционным и мембранным. Криогенный метод основан на разности температур перехода компонентов воздушной смеси из газообразного состояния в жидкое. В адсорбционном методе используются способность некоторых веществ – сорбентов – избирательно поглощать газы из окружающей среды. Мембранный метод основан на выборочном пропускании различных газов через мембрану. Эффективность такого метода получения кислорода и чистота газа целиком зависят от характеристик мембраны.

Сотрудники ИМЕТ РАН разработали и получили двухслойный композитный мембранный материал на основе оксидов меди и ванадия, а также изучили его транспортные свойства. Этот материал состоит из плотного внешнего слоя (с высокой проводимостью ионов кислорода и электронов) и внутреннего слоя, в котором происходят окислительно-восстановительные реакции и барботирование кислорода (пропускание газа через жидкую среду). Внешний слой мембраны выступает в роли разделителя, внутренний – выполняет транспортную функцию, то есть переносит молекулы кислорода в реакционную среду. Ранее ученые уже получали расплавно-оксидные мембраны, однако они не обладали достаточной рентабельностью для внедрения в промышленное производство. Эту проблему исследователи решили в новой разработке.

Получение мембраны проходило в два этапа. На первом этапе формировался керамический композитный материал, состоящий из оксидов меди и ванадия. На втором этапе его подвергали нагреву выше температуры 816°С, обдувая внешнюю сторону образца воздухом, а внутреннюю – гелием. В таком режиме образец выдерживали полчаса, после чего получался двухслойный материал, в котором внешний и внутренний слои содержали как твердую, так и жидкую фазы.

«Мы получили новый мембранный материал, обладающий высокой избирательной проницаемостью по кислороду. Принцип работы этого мембранного материала основан на ускоренном диффузионно-барботационном переносе кислорода. Разработанный нами мембранный материал имеет значительный инновационный потенциал для применения в технологии разделения газов», – говорит руководитель гранта, заведующий лабораторией функциональной керамики, доктор физико-математических наук Валерий Белоусов.

Обсудите в соцсетях

Система Orphus
«Ангара» Африка Византия Вселенная Гренландия ДНК Иерусалим КГИ Луна МГУ Марс Монголия НАСА РБК РВК РГГУ РадиоАстрон Роскосмос Роспатент Росприроднадзор Русал СМИ Сингапур Солнце Титан Юпитер акустика антибиотики античность археология архитектура астероиды астрофизика бактерии бедность библиотеки биомедицина биомеханика бионика биоразнообразие биотехнологии блогосфера викинги вирусы воспитание вулканология гаджеты генетика география геология геофизика геохимия гравитация грибы дельфины демография демократия дети динозавры животные здоровье землетрясение змеи зоопарк зрение изобретения иммунология импорт инновации интернет инфекции ислам исламизм исследования история карикатура картография католицизм кельты кибернетика киты климатология клонирование комета кометы компаративистика космос культура лазер лексика лженаука лингвистика льготы мамонты математика материаловедение медицина металлургия метеориты микробиология микроорганизмы мифология млекопитающие мозг моллюски музеи насекомые наука нацпроекты неандертальцы нейробиология неолит обезьяны общество онкология открытия палеолит палеонтология память папирусы паразиты перевод питание планетология погода политика право приматы психиатрия психоанализ психология психофизиология птицы ракета растения религиоведение рептилии робототехника рыбы сердце смертность собаки сон социология спутники старение старообрядцы стартапы статистика такси технологии тигры топливо торнадо транспорт ураган урбанистика фармакология физика физиология фольклор химия христианство цифровизация школа экология электрохимия эпидемии эпидемиология этология язык Александр Беглов Древний Египет Западная Африка Латинская Америка НПО «Энергомаш» Нобелевская премия РКК «Энергия» Российская империя Сергиев Посад альтернативная энергетика аутизм биология бозон Хиггса глобальное потепление грипп информационные технологии искусственный интеллект история искусства история цивилизаций исчезающие языки квантовая физика квантовые технологии климатические изменения компьютерная безопасность компьютерные технологии космический мусор криминалистика культурная антропология междисциплинарные исследования местное самоуправление мобильные приложения научный юмор облачные технологии обучение одаренные дети педагогика персональные данные подготовка космонавтов преподавание истории продолжительность жизни происхождение человека русский язык сланцевая революция физическая антропология финансовый рынок черные дыры эволюция эмбриональное развитие этнические конфликты ядерная физика Вольное историческое общество жизнь вне Земли естественные и точные науки НПО им.Лавочкина Центр им.Хруничева История человека. История институтов дело Baring Vostok Протон-М 3D Apple Big data Dragon Facebook Google GPS IBM MERS PRO SCIENCE видео ProScience Театр SpaceX Tesla Motors Wi-Fi

Редакция

Электронная почта: [email protected]
Телефон: +7 929 588 33 89
Яндекс.Метрика
Свидетельство о регистрации средства массовой информации
Эл. № 77-8425 от 1 декабря 2003 года. Выдано министерством
Российской Федерации по делам печати, телерадиовещания и
средств массовой информации. Выходит с 21 февраля 1998 года.
При любом использовании материалов веб-сайта ссылка на Полит.ру обязательна.
При перепечатке в Интернете обязательна гиперссылка polit.ru.
Все права защищены и охраняются законом.
© Полит.ру, 1998–2019.