Preview

Заводская лаборатория. Диагностика материалов

Расширенный поиск
Доступ открыт Открытый доступ  Доступ закрыт Только для подписчиков

МЕТОД АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ МОРФОЛОГИИ СЕЛЕКТИВНО-ПРОНИЦАЕМОЙ ПОВЕРХНОСТИ ПОЛИМЕРНЫХ МЕМБРАН ОПМН-П И ОФАМ-К

https://doi.org/10.26896/1028-6861-2018-84-9-34-40

Полный текст:

Аннотация

Представлены результаты исследований, на основании которых разработан метод автоматизированного определения микроструктурных неоднородностей полимерных пористых нанофильтрационных мембран ОПМН-П и ОФАМ-К. Предлагаемый метод позволяет идентифицировать поверхностные неоднородности селективно-проницаемых мембран и их коэффициент засоренности. Полученные данные дают возможность в условиях заводских лабораторий прогнозировать и определять срок эффективной работы нанофильтрационных пористых перегородок типа ОПМН-П и ОФАМ-К, оснащенных рулонными элементами баромембранных и электробаромембранных установок концентрирования, очистки технологических растворов и стоков гальванических, химических и пищевых производств. С помощью предлагаемого метода, применимость которого подтверждена результатами использования разработанного программного комплекса, можно автоматизированно рассчитывать среднюю величину диаметра засорения полупроницаемых мембран и коэффициент засоренности пористых тел. Методика расчета базируется на программном обеспечении Matlab 2017. Практическая реализация метода представлена на примере процесса нанофильтрации с применением полупроницаемых мембран типа ОФАМ-К и ОПМН-П.

Об авторах

С. И. Лазарев
Тамбовский государственный технический университет
Россия

Лазарев Сергей Иванович.

Тамбов.



Ю. М. Головин
Тамбовский государственный технический университет
Россия

Головин Юрий Михайлович.

Тамбов.



С. В. Ковалев
Тамбовский государственный технический университет
Россия

Ковалев Сергей Владимирович.

Тамбов.



В. Ю. Рыжкин
Тамбовский государственный технический университет
Россия

Рыжкин Владимир Юрьевич.

Тамбов.



Список литературы

1. Sazanova T. S., Vorotyntseva I. V., Kulikova V. B., Davletbaevaa I. M. An atomic force microscopy study of hybrid polymeric membranes: surface topographical analysis and estimation of pore size distribution / Petroleum Chem. 2016. Vol. 56. N 5. P. 427 – 435.

2. Hiesgen R., Helmly S., Galm I., Morawietz T., Handl M., Friedrich K. Microscopic analysis of current and mechanical properties of nafion studied by atomic force microscopy / Membranes. 2012. Vol. 2. N 4. P. 783 – 803.

3. Киселев Д. А., Силибин М. В., Солнышкин А. В., Сыса А. В., Бдикин И. К. Диэлектрические и пьезоэлектрические свойства композита сополимера поли(винилиденфторид-трифтоэтилена) с углеродными нанотрубками / Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2017. Т. 83. № 2. С. 34 – 37.

4. Васильева В. И., Заболоцкий В. И., Зайченко Н. А., Гречкина М. В., Ботова Т. С., Агапов Б. Л. Микроскопический анализ морфологии поверхности ионообменных мембран / Вестник Воронежского государственного университета. 2007. № 2. С. 7 – 16.

5. Vasileva V. I., Kranina N. A., Malykhin M. D., Akberova E. M., Zhiltsova A. V. The surface inhomogeneity of ion-exchange membranes by SEM and AFM data / J. Surface Invest. X-ray Synchrotron Neutron Techn. 2013. Vol. 7. N 1. P. 144 – 153.

6. Fang Y., Duranceau S. Article study of the effect of nanoparticles and surface morphology on reverse osmosis and nanofiltration membrane productivity / Membranes. 2013. Vol. 3. P. 196 – 225.

7. Kumar S., Nandi B., Guria C., Mandal A. Oil removal from produced water by ultrafiltration using polysulfone membrane / Braz. J. Chem. Eng. 2017. Vol. 34. N 2. P. 583 – 596.

8. Karagьndьz A., Dizge N. Investigation of membrane biofouling in cross-flow ultrafiltration of biological suspension / J. Membra. Sci. Technol. 2013. Vol. 3. N 1. P. 1 – 5.

9. Agboola O., Maree J., Mbaya R. Characterization and performance of nanofiltration membranes / Environmental chemistry letters. 2014. Vol. 12. N 2. P. 241 – 255.

10. Venkata Z., Murthy P., Choudhary A. Separation and estimation of nanofiltration membrane transport parameters for cerium and neodymium / Rare metals. 2012. Vol. 31. N 5. P. 500 – 506.

11. Sanaei P., Cummings L. Flow and fouling in membrane filters: effects of membrane morphology / J. Fluid Mech. 2017. Vol. 818. N 10. P. 744 – 771.

12. Ситникова В. Е. Спектроскопическое изучение структуры полимерных дисперсных систем: автореф. дис. ... канд. хим. наук. — Тверь, 2015. — 24 с.

13. Калинин В. В., Филиппов А. Н., Ханукаева Д. Ю. Исследование морфологии мембран методами атомно-силовой микроскопии при математическом моделировании диффузионных процессов / Труды РГУ нефти и газа (НИУ) имени И. М. Губкина. Автоматизация, моделирование и энергообеспечение. 2012. № 1(266). С. 129 – 136.

14. Котов В. В., Гречкина М. В., Перегончая О. В., Зяблов А. Н. Состояние поверхности анионообменных мембран МА-40 и МА-41, сорбировавших пектин / Сорбционные и хроматографические процессы. 2016. Т. 16. № 1. С. 118 – 122.

15. Зайченко Н. А., Васильева В. И., Григорчук О. В., Зяблов А. Н., Гречкина М. В. Оценка поверхностной пористости катионоообменных мембран методом атомно-силовой микроскопии / Сорбционные и хроматографические процессы. 2010. Т. 10. № 5. С. 745 – 749.

16. Powell L., Hilal N., Wright C. Atomic force microscopy study of the biofouling and mechanical properties of virgin and industrially fouled reverse osmosis membranes / Desalination. 2017. Vol. 404. P. 313 – 321.

17. Johnson D., Hilal N. Characterisation and quantification of membrane surface properties using atomic force microscopy: а comprehensive review / Desalination. 2015. Vol. 356. P. 149 – 164.

18. Elhadidy A., Peldszus S., Van Dyke M. Development of a pore construction data analysis technique for investigating pore size distribution of ultrafiltration membranes by atomic force microscopy / J. Membrane Sci. 2013. Vol. 429. P. 373 – 383.

19. Stawikowska J., Livingston A. Assessment of atomic force microscopy for characterisation of nanofiltration membranes / J. Membrane Sci. 2013. Vol. 425 – 426. P. 58 – 70.

20. Чернякова К. В., Врублевский И. А., Аль-Камали М. Ф. С. Х. Цифровая обработка и анализ 2D изображений пленок нанотрубчатого оксида титана с использованием ImageJ / Телекоммуникации: сети и технологии, алгебраическое кодирование и безопасность данных: материалы международного научно-технического семинара. — Минск: БГУИР, 2015. С. 86 – 90.

21. Копачев Е. С., Ноздрачев С. А., Петрушин В. Н., Рудяк Ю. В., Рытиков Г. О., Назаров В. Г. Комплексный метод характеризации изображений поверхностей полимерных композиционных материалов / Физическая мезомеханика. 2015. Т. 18. № 6. С. 98 – 110.

22. Jurjo D., Magluta C., Roitman N., Gonзalves P. Analysis of the structural behavior of a membrane using digital image processing / Mechanical Systems and Signal Processing. 2015. Vol. 54 – 55. P. 394 – 404.

23. http://www.modificator.ru/ad/nexsys.html (дата обращения: 04.05.2018).

24. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2012610185. Оценка площади ионопроводящих участков поверхности гетерогенных ионообменных мембран / Сирота Е. А., Кранина Н. А., Васильева В. И.; правообладатель ВГУ; зарегистрировано в ФИПС 10.01.2012. Бюл. № 1.

25. Сирота Е. А., Кранина Н. А., Васильева В. И. Малыхин М. Д., Селеменев В. Ф. Разработка и экспериментальная апробация программного комплекса для определения доли ионопроводящей поверхности мембран по данным растровой электронной микроскопии / Вестник ВГУ. 2011. № 2. С. 53 – 59.

26. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2018611402. Расчет параметров морфологии поверхности нанофильтрационных мембран / Лазарев С. И., Рыжкин В. Ю., Ковалева О. А., Головин Ю. М., Холодилин В. Н.; правообладатель ТГТУ; зарегистрировано в ФИПС 01.02.2018. Бюл. № 2.

27. Мембраны, фильтрующие элементы, мембранные технологии. Каталог. — Владимир: НТЦ «Владипор», 2004. — 22 с.

28. Бонн А. И., Дзюбенко В. Г., Шишова И. И. О некоторых процессах создания асимметричных и композитных обратноосмотических мембран / Высокомолекулярные соединения. 1993. Т. 35. № 7. С. 922 – 932.

29. Васильева В. И., Акберова Э. М., Жильцова А. В., Черных Е. И., Сирота Е. А., Агапов Б. Л. РЭМ-диагностика поверхности гетерогенных ионообменных мембран МК-40 и МА-40 в набухшем состоянии после температурного воздействия / Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования. 2013. № 9. С. 27 – 34.

30. Kovaleva O. A., Kovalev S. V. Separation of molasses distillery slop on UFM-50, UPM-50M, OPMN-P, and OFAM-K porous membranes / Petroleum Chemistry. 2017. Vol. 57. N 6. P. 542 – 551.


Для цитирования:


Лазарев С.И., Головин Ю.М., Ковалев С.В., Рыжкин В.Ю. МЕТОД АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ МОРФОЛОГИИ СЕЛЕКТИВНО-ПРОНИЦАЕМОЙ ПОВЕРХНОСТИ ПОЛИМЕРНЫХ МЕМБРАН ОПМН-П И ОФАМ-К. Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2018;84(9):34-40. https://doi.org/10.26896/1028-6861-2018-84-9-34-40

For citation:


Lazarev S.I., Golovin Y.M., Kovalev S.V., Ryzhkin V.Y. METHOD OF AUTOMATED DETERMINATION OF MORPHOLOGY OF A SELECTIVE-PERMEABLE SURFACE OF NANOFILTRATION MEMBRANES OPMN-P AND OFAM-K. Industrial laboratory. Diagnostics of materials. 2018;84(9):34-40. (In Russ.) https://doi.org/10.26896/1028-6861-2018-84-9-34-40

Просмотров: 125


ISSN 1028-6861 (Print)
ISSN 2588-0187 (Online)