Выбор системы " полимер - растворитель - коагулянт" для экологически безопасного формования половолоконных газоразделительных мембран / М. В. Иванов, Г. А. Дибров, А. В. Варежкин и др. // Химическая промышленность сегодня. — 2016. — № 12. — С. 43–49. В настоящей работе проведен анализ и выбор полимеров мембранного назначения, обладающих оптимальными газоразделительными свойствами для разделения воздуха, а также способностью к переработке в полые асимметричные волокна из экологически безопасной системы растворитель - коагулянт. Обоснована необходимость синтеза новых полимеров, удовлетворяющих комплексу эксплуатационных и технологических свойств. Исследованы газоразделительные свойства сплошных мембран из новых полимеров, синтезированных в РХТУ им. Д.И. Менделеева. Перспективным по газоразделительным свойствам представляется один из синтезированных полимеров, который обладает фактором разделения по чистым газам в паре кислород - азот α0 = 6,3 и коэффициентом проницаемости по кислороду Л = 2,4 Баррер или 8,0-10-16 моль-м/м2-с-Па.
Методы управления геометрическими характеристиками половолоконных мембран / М. В. Иванов, Г. А. Дибров, А. В. Лойко и др. // Теоретические основы химической технологии. — 2016. — Т. 50, № 3. — С. 316–324. Исследована технология “сухо-мокрого” формования асимметричных половолоконных мембран. Раскрыт комплекс параметров процесса формования, позволяющий получать ровную, круглую, симметричную форму поперечного сечения волокна, заданный внешний и внутренний диаметр, так чтобы в конечном итоге сформованная половолоконная мембрана имела вид гладкого полого цилиндра. Методика реализована на примере изготовления полых волокон из поли(2,6-диметил-1,4-фенилен оксид)а. Получены образцы с проницаемостью по кислороду / (O2) = 400 л/(м2 ч бар) и фактором разделения, соответствующем свойствам материала, (O2/N2) = 4.5. Эффективная толщина селективного слоя такой мембраны составляет 100 нм. Максимальное отношение диаметров, которого удалось достичь при “сухо-мокром” формовании для исследованной системы полимерный раствор–внутренний коагулянт, составило 1.4.
Газопроницаемость гомогенных и композиционных мембран из смесей политриметилсилилпропина и поливинилтриметилсилана / А. О. Малахов, Г. А. Дибров, Е. Г. Литвинова, Э. Г. Новицкий // Мембраны и мембранные технологии. — 2015. — Т. 5, № 4. — С. 291–297.
Cold rolling for controllable narrowing of pore size and pore size distribution of commercial fluoroplastic microfiltration membrane / G. A. Dibrov, E. G. Novitsky, V. P. Vasilevsky, V. V. Volkov // Petroleum Chemistry. — 2014. — Vol. 54. — P. 568–572. A cold-rolling method for modifying MFFK commercial microfiltration membranes based on the fluoroplastic F-42L has been developed and investigated. The method is based on the cold flow property of fluoropolymers and make it possible to alter the physical properties of a membrane without affecting its chemical structure. Scanning electron microscopy and capillary flow porometry studies have shown that this method also makes it possible to controllably narrow the through-pore diameter distribution, reduce the maximum pore size, and vary permeability depending on the applied force. In addition, rolling is a simple fluoroplastic-membrane modification process that is appropriate in engineering design and is easy to integrate into the membrane manufacturing cycle. According to available published data, this is a pioneering attempt to use the method for controllable reducing the pore diameter and narrowing the pore size distribution of fluoroplastic microfiltration membranes. [ DOI ]
Effect of absorbent vapor on stability of characteristics of a composite ptmsp membrane on nonwoven polyester support during regeneration of diethanolamine solution in membrane contactor / S. D. Bazhenov, G. A. Dibrov, E. G. Novitsky et al. // Petroleum Chemistry. — 2014. — Vol. 54, no. 8. — P. 617–621. The regeneration of a carbon dioxide-loaded aqueous solution of diethanolamine (DEA) in a membrane contactor-stripper at a temperature of 100oC, an absorbent pressure of 10 atm, and a varying absorbent feed flow rate has been studied. The membranes used were laboratory samples of composite membranes prepared by deposition of thin separation layers of poly[1-(trimethylsilyl)-1-propyne] (PTMSP) on a porous support. The support was MFFK-1 microfiltration membrane (Vladipor) with the filtering porous layer of fluoroplastic F-42 (tetrafluoroethylene-vinylidene fluoride copolymer) deposited on a nonwoven polyethylene terephthalate (PET) support. After the first 10 days of testing, the CO2 flux at the membrane contactor outlet was reduced by a factor of 3 and then stabilized at 2 m3/(m2 h) within the next 80 days. It has been found that along with CO2 transport through the membrane, the vapor of the absorbent solution components is transferred. The concentration of DEA in the condensate was 0.5 wt %, that corresponds to the composition of equilibrium vapor over a 30 wt % DEA aqueous solution at 100oC. Since PTMSP is chemically resistant to the DEA solution at the regeneration temperature, the deterioration of the transport properties of the PTMSP/MFFK(PET) composite membrane with time during the absorbent regeneration is associated with the chemical degradation of the nonwoven PET support by the action of penetrating DEA vapor at a temperature of 100oC. It has been concluded that more chemically and thermally resistant porous supports such as ceramic microfiltration membranes should be used. [ DOI ]
Investigation of gas transport properties of poly(2-methyl-5-vinyltetrazole) membranes / G. A. Dibrov, E. G. Novitskii, A. V. Volkov et al. // Petroleum Chemistry. — 2014. — Vol. 54, no. 7. — P. 539–543.
Robust high-permeance ptmsp composite membranes for co2 membrane gas desorption at elevated temperatures and pressures / G. A. Dibrov, V. V. Volkov, V. P. Vasilevsky et al. // Journal of Membrane Science. — 2014. — Vol. 470. — P. 439–450. This work covers the development of robust and stable in time poly[1-(trimethylsilyl)-1-propyne] (PTMSP) thin film composite (TFC) membranes with high CO2 permeance for its application in high pressure/temperature gas–liquid membrane contactors used for amine-based solvents regeneration. For the first time, a novel technique of two-layers coating was proposed and successfully implemented to apply thin top-layer on microfiltration support by adjusting PTMSP solubility in organic solvents. By using different catalytic systems such as NbCl5 and TaCl5/TIBA, it was possible to synthesize two polymer samples (“PTMSP-Nb” and “PTMSP-Ta”), which are insoluble and soluble in hexane, respectively. The first intermediate layer made of “PTMSP-Nb” was cast on the microfiltration porous support from a toluene solution in order to form a PTMSP-coated porous support. The solution of “PTMSP-Ta” in n-hexane was used for subsequent formation of a thin defect-free selective layer (second layer). By using two commercial polymeric (MFFK-1) and metal-ceramic (MC) supports with high surface porosity of 85% and 60%, respectively, it was possible to fabricate the tailor-made TFC membranes “PTMSP/MFFK” (top-layer – 0.5 μm) and “PTMSP/MC” (top-layer – 1.2 μm) with an initial CO2 permeance of 50 and 36.3 m3(STP)/(m2 h bar), respectively, and CO2/N2 selectivity of 3.5. A preliminary conditioning of the PTMSP/MC membrane at 100 oC for 100 h in air was applied for the accelerated relaxation of PTMSP top layer. The resulting robust PTMSP/MC TFC membranes still provided a high CO2 permeance of 1.6 m3(STP)/(m2 h bar) (∼600 GPU) without a noticeable decline of membrane performance within the long-term gas permeation testing (at least 250 h) at 100 oC. The PTMSP/MC membranes were further successfully utilized in HPT MGD for regeneration of 50 wt% methyldiethanolamine (MDEA) at elevated temperature (100 oC) and pressures (up to 30 bar). A stable TFC membrane performance was demonstrated and no solvent leakage through the membranes was observed. [ DOI ]
Влияние паров абсорбента на стабильность характеристик композиционной ПТМСП-мембраны на нетканой полиэфирной подложке при регенерации раствора диэтаноламина в мембранном контакторе / С. Д. Баженов, Г. А. Дибров, Э. Г. Новицкий и др. // Мембраны и мембранные технологии. — 2014. — Т. 4, № 3. — С. 202–207. В работе представлены результаты исследования процесса регенерации водного раствора диэтаноламина (ДЭА), нагруженного диоксидом углерода, в мембранном контакторе-десорбере при температуре 100oC, давлении абсорбента 10 атм. и варьировании скорости его подачи. В качестве мембран были использованы лабораторные образцы композиционных мембран, полученные нанесением тонких разделительных слоев поли[1(триметилсилил)1пропина] (ПТМСП) на пористую подложку, в качестве которой использовали микрофильтрационную мембрану марки МФФК-1 (ЗАО НТЦ “Владипор”) с фильтрующим пористым слоем из фторопласта Ф-42 (сополимер тетрафторэтилена и винилиденфторида), нанесенным на нетканую подложку из лавсана (полиэтилентерефталата(ПЭТФ)). После первых 10 дней испытаний поток СО2 на выходе из мембранного контактора снижается в 3 раза, а затем стабилизируется на уровне 2 м3/м2 ч в течение последующих 80 дней. Установлено, что наряду с переносом через мембрану СО2 происходит также перенос паров компонентов раствора абсорбента. При этом концентрация ДЭА в конденсате составила 0.5% масс., что соответствует составу насыщенной паровой фазы над 30% масс. водным раствором ДЭА при 100oC. Учитывая химическую устойчивость ПТМСП к раствору ДЭА при температуре регенерации, снижение транспортных характеристик композиционной мембраны ПТМСП/МФФК (ПЭТФ) во времени в процессе регенерации абсорбента связано с химической деструкцией нетканой подложки из ПЭТФ под действием проникших паров ДЭА при температуре 100oC. Сделан вывод о необходимости использования более химически и термически стойких пористых подложек, например, керамических микрофильтрационных мембран. [ DOI ]
Исследование газотранспортных свойств мембран из поли(2-метил-5-винилтетразол)а / Г. А. Дибров, Э. Г. Новицкий, А. В. Волков и др. // Мембраны и мембранные технологии. — 2014. — Т. 4, № 2. — С. 156–160.
Холодное вальцевание для направленного сужения диаметров пор и распределения пор по диаметрам промышленной микрофильтрационной мембраны на основе фторопласта / Г. А. Дибров, Э. Г. Новицкий, В. П. Василевский, В. В. Волков // Мембраны и мембранные технологии. — 2014. — Т. 4, № 1. — С. 60–65.
Elaboration of composite hollow fiber membranes with selective layer from poly[1-(trimethylsylil)1-propyne] for regeneration of aqueous alkanolamine solutions / V. V. Volkov, G. A. Dibrov, V. P. Vasilevsky et al. // Petroleum Chemistry. — 2013. — Vol. 53. — P. 619–626. The results of research on elaboration of the hollow fiber composite membranes for regeneration of aqueous solutions of alkanolamines in membrane gas-liquid contactor are presented in this work. Asymmetric polysulfone (PSF) hollow fiber UF membranes were used as a porous support, poly[1-(trimethylsylil)-1-propyne] (PTMSP) was employed as a diffusion layer. The influence of PSF hollow fiber casting conditions on hydraulic permeability was studied. Samples of composite membranes were obtained with a defectfree layer of PTMSP and carbon dioxide permeance of 0.26 m (STP) (m h bar). It was revealed by SEM that the thickness of the PTMSP separation layer is 2.5 microns, where in X-ray spectrometry analysis data and calculations according to resistance-in-series model discovered that the selective layer penetration depth to the pores of the support was 1.4 microns. Calculation by resistance-in-series model showed that 98.6% of resistance to the gas transport is attributed to PTMSP, partially intruded in the pores of the support. Chemical stability of materials which comprise composite membrane makes promising their using for regeneration of aqueous solutions of alkanolamines (pH > 11) from carbon dioxide at a temperature of 100oC and a pressure drop of 10 bar in the membrane gas-liquid contactors.
Перколяционный механизм проницаемости гибридных мембран из поливинилтриметилсилана с внедренными углеродными нанотрубками / А. М. Грехов, Ю. С. Еремин, Г. А. Дибров, В. В. Волков // Мембраны и мембранные технологии. — 2013. — Т. 3, № 3. — С. 168–174.
Получение композиционных половолоконных мембран с селективным слоем из поли[1-(триметилсилил)- 1-пропин]а для регенерации водных растворов алканоламинов / В. В. Волков, А. В. Бильдюкевич, Г. А. Дибров и др. // Мембраны и мембранные технологии. — 2013. — Т. 3, № 4. — С. 252–260. В статье представлены результаты исследований по созданию половолоконных композиционных мембран для регенерации водных растворов алканоламинов в мембранных контакторах газ–жидкость. В качестве подложки использованы асимметричные мембраны из полисульфона (ПСФ), а диффузионного разделительного слоя – поли[1-(триметилсилил)-1-пропин] (ПТМСП). Изучено влияние параметров режима формования полых волокон на их гидравлическую проницаемость. Получены образцы композиционных мембран с бездефектным слоем ПТМСП и проницаемостью по диоксиду углерода 0.26 м3(н.у.) (м2 ч бар)-1. Методом СЭМ установлено, что толщина разделительного слоя ПТМСП составляет 2.5 мкм, при этом, на основании данных РСМ и расчетов по модели сопротивлений, полимер селективного слоя проникал в поры подложки на глубину 1.4 мкм. Расчет по модели последовательных сопротивлений показал, что 98.6% сопротивления транспорту газов оказывает слой ПТМСП, частично проникший в поры подложки. Химическая стабильность материалов, составляющих композиционную мембрану, обуславливает перспективность ее применения для регенерации водных растворов алканоламинов (рН > 11) от углекислого газа, при температуре 100oC и перепаде давления до 10 бар в мембранных контакторах газ–жидкость. [ DOI ]
High pressure regeneration of mdea in membrane gas-liquid contactor / S. Bazhenov, A. Lysenko, G. Dibrov et al. // Procedia Engineering. — Vol. 44 of "Euromembrane Conference 2012". — 2012. — P. 1185–1187. [ DOI ]
High-flux composite ptmsp membranes with long-term stable characteristics at elevated temperatures and pressures / G. Dibrov, E. Novitskii, V. Vasilevskii et al. // Procedia Engineering. — Vol. 44 of "Euromembrane Conference 2012". — 2012. — P. 782–783. [ DOI ]
Nitrogen and oxygen sorption in poly(2-methyl-5-vinyl tetrazole) / G. Dibrov, A. Malakhov, A. Volkov, V. Volkov // Procedia Engineering. — 2012. — Vol. 44. — P. 780–781.
Композиционные половолоконные мембраны с диффузионными слоями из политриметилсилилпропина / В. В. Волков, А. В. Бильдюкевич, А. Н. Филиппов и др. // Труды Нижегородского государственного технического университета им. Р.Е. Алексеева. — 2012. — Т. 78, № 4(97). — С. 280–286. Одним из актуальных направлений технологий регенерации абсорбентов, насыщенных диоксидом углерода является применении мембранных контакторов газ-жидкость. Основным элементом, определяющим эффективность этих аппаратов, служат разделительные мембраны, в первую очередь, половолоконные, поскольку они позволяют создать аппараты с наиболее развитой удельной поверхностью (≥10000 м 2/м 3 объема аппарата). В статье представлены результаты работы по созданию половолоконных композиционных мембран. В качестве подложки использованы асимметричные ультрафильтрационные мембраны из полисульфона, а диффузионного разделительного слоя - поли[1- (триметилсилил)-1- пропин].
Полимерные мембраны на основе поли-2-метил-5-винилтетразола: получение и газотранспортные свойства / В. В. Волков, Г. А. Дибров, А. О. Малахов и др. // Химическая промышленность. — 2012. — № 89. — С. 321–326.
