1. На главную
  2. Электронные версии
  3. Мембраны и мембранные технологии
  4. T. 13, № 3, 2023

Мембраны и мембранные технологии, 2023, T. 13, № 3, стр. 238-247

Поли(1-триметилсилил-1-пропин) цис-обогащенной конфигурации – мембранный материал для разделения смеси бутан/метан как компонентов природного газа

В. П. Макрушин a, А. А. Коссов a, И. С. Левин a, Д. А. Безгин a, Д. А. Сырцова a, С. М. Матсон a, *

a Институт нефтехимического синтеза им. А.В. Топчиева РАН
119991 Москва, Россия

* E-mail: matson@ips.ac.ru

Поступила в редакцию 18.01.2023
После доработки 30.01.2023
Принята к публикации 07.02.2023

Аннотация

В настоящей работе впервые проведено исследование проницаемости индивидуальных низших углеводородов и в смеси С1/С4 для пленок на основе ПТМСП нового цис-обогащенного конфигурационного состава (содержание цис-звеньев в образцах составило 80 и 90%). Проницаемость по метану свежеприготовленных и выдержанных на воздухе в течение месяца пленок цис-регулярного ПТМСП (90% цис-звеньев) выше соответствующих значений пленок ПТМСП с содержанием цис-звеньев 80%. Данные РСА указывают на более рыхлую упаковку цис-регулярного ПТМСП. Введение антиоксиданта Irganox 1076 в пленки ПТМСП приводит к снижению начального уровня потока метана. В то же время проницаемость пленок с добавлением Irganox 1076 во времени (в течение 1 мес.) значительно медленнее снижается по сравнению с пленками без добавления антиоксиданта. Проницаемость индивидуальных низших углеводородов через пленки ПТМСП без и с добавлением Irganox 1076 возрастает в ряду С1 < C2 < C3 < C4. Значение фактора разделения в смеси н-бутан/метан достигает 33, что почти в 7 раз выше селективности для индивидуальных компонентов. Высокий уровень проницаемости н-бутана цис-обогащенных ПТМСП сохраняется минимум в течение месяца хранения пленок на воздухе.

Ключевые слова: поли(1-триметилсилил-1-пропин), полимеры с высокой долей свободного объема, проницаемость смешанных газов, селективность разделения смеси газов

Список литературы

  1. Neubauer K., Dragomirova R., Stohr M., Mothes R., Lubenau U., Paschek D., Wohlrab S. // J. Membr. Sci. 2014. V. 453. P. 100.

  2. Pinnau I., Toy L.G. // J. Membr. Sci. 1996. V. 116. P. 199.

  3. Toy L.G., Nagai K., Freeman B.D., Pinnau I., He Z., Masuda T., Teraguchi M., Yampolskii Yu. // Macromolecules. 2000. V. 33. 7. P. 2516.

  4. Nagai K., Toy L.G., Freeman B.D., Teraguchi M., Masuda T., Pinnau I. // J. Polym. Sci. Part B: Polym. Phys. 2000. V. 38. P. 1474.

  5. Morisato A., Pinnau I. // J. Membr. Sci. 1996. V. 121. P. 243.

  6. Pinnau I., He Z., Morisato A. // J. Membr. Sci. 2004. V. 241. P. 363.

  7. Thomas S., Pinnau I., Do N., Guiver M.D. // J. Membr. Sci. 2009. V. 338. P. 1.

  8. Yampolskii Yu., Durgaryan S., Nametkin N. // Vysokomol. Soed., Ser. B. 1979. V. 21. P. 616.

  9. Nagai K., Toy L.G., Freeman B.D., Teraguchi M., Kwak G., Masuda T., Pinnau I. // J. Polym. Sci. Part B: Polym. Phys. 2002. V. 40. P. 2228.

  10. Yave W., Peinemann K., Shishatskiy S., Khotimskiy V., Chirkova M, Matson S., Litvinova E., Lecerf N. // Macromolecules. 2007. V. 40. P. 8991.

  11. Hu Y., Shiotsuki M., Sanda F., Freeman B.D., Masuda T. // Macromolecules. 2008. V. 41. P. 8525.

  12. Bermeshev M.V., Syromolotov A.V., Starannikova L.E., Gringolts M.L., Lakhtin V.G., Yampolskii Y.P., Finkelshtein E.S. // Macromolecules. 2013. V. 46. P. 8973.

  13. Gringolts M., Bermeshev M., Yampolskii Yu., Starannikova L., Shantarovich V., Finkelshtein E. // Macromolecules. 2010. V. 43. P. 7165.

  14. Borisov I.L., Grushevenko E.A., Anokhina T.S. Bakhtin D.S., Levin I.S., Bondarenko G.N. Volkov V.V., Volkov A.V. // Materials Today Chemistry. 2021. V. 22. P. 100598.

  15. Logemann M., Alders M., Pyankova V., Krakau D., Wessling M. // J. Membr. Sci. 2020. V. 615. P. 118 430.

  16. Masuda T., Isobe E., Higashimura T., Takada K. // J. Am. Chem. Soc. 1983. V. 105/ P. 7473.

  17. Ichiraku Y., Stern S.A., Nakagawa T. // J. Membr. Sci. 1987. V. 34. P. 5.

  18. Srinivasan R., Auvil S.R., Burban P.M. // J. Membr. Sci. 1994. V. 86. P. 67.

  19. Nagai K., Nakagawa T. // J. Membr. Sci. 1995. V. 105. P. 261.

  20. Schultz J., Peinemann K.V. // J. Membr. Sci. 1996. V. 110. P. 37.

  21. Morisato A., Shen H.C., Sankar S.S., Freeman B.D, Pinnau I., Casillas C.G. // J. Polym. Sci. Part B: Polym. Phys. 1996. V. 34. P. 2209.

  22. Pinnau I., Casillas G.C., Morisato A., Freeman B.D. // J. Polym. Sci. Part B: Polym. Phys. 1998. V. 35. P. 1483.

  23. Nagai K., Freeman B.D., Hill A.J. // J. Polym. Sci. Part B: Polym. Phys. 2000. V. 38. P. 1222.

  24. Merkel T.C., Bondar V., Nagai K., Freeman B.D. // J. Polym. Sci. Part B: Polym. Phys. 1999. V. 38. P. 273.

  25. Nagai K., Masuda T., Nakagawa T., Freeman B.D., Pinnau I. // Prog. Polym. Sci. 2001. V. 26. P. 721.

  26. Raharjo R.D., Freeman B.D., Sanders E.S. // J. Membr. Sci. 2007. V. 292. P. 45.

  27. Freeman B. D., Pinnau I. Polymer membranes for gas and vapor separation. Washington, DC, USA: American Chemical Society, 1999. V. 733.

  28. Zhmakin V., Shalygin M., Khotimskiy V., Matson S., Teplyakov V. // Sep. Pur. Tech. 2019. V. 212. P. 877.

  29. Khotimsky V.S., Tchirkova M.V., Litvinova E.G., Rebrov A.I., Bondarenko G.N. // J. Polym. Sci. Part A: Polym. Chem. 2003. V. 41. P. 2133.

  30. Khotimsky V.S., Matson S.M., Litvinova E.G., Bondarenko G.N., Rebrov A.I. // Polym. Sci., Ser. A. 2003. V. 45. P. 740.

  31. Hill A.J., Pas S.J., Bastow T.J., Burgar M.I., Nagai K., Toy L.G., Freeman B.D. // J. Membr. Sci. 2004. V. 243. P. 37.

  32. Матсон С.М., Коссов А.А., Макрушин В.П., Левин И.С., Жиляева Н.А., Литвинова Е.Г., Хотимский В.С. // Высокомолек. Cоед. Сер. C. 2019. Т. 61. С. 50.

  33. Матсон С.М., Макрушин В.П., Левин И.С., Литвинова Е.Г., Хотимский В.С. // Мембраны и мембранные технологии. 2020. Т. 10. С. 409.

  34. Литвинова Е.Г., Мелехов В.М., Петрушанская Н.В., Рощева Г.В., Федотов В.Б., Фельдблюм В.Ш., Хотимский В.С. Пат. 1823457 Российская Федерация. 1993.

  35. Pinnau I.C., Casillas G.A. Morisato A., Freeman B.D. // J. Polym. Sci, Part B: Polym. Phys. 1996. V. 34. P. 2613.

  36. Plate N.A., Bokarev A.K., Kaliuzhnyi N.E., Litvinova E.G., Khotimskii V.S., Volkov V.V., Yampolskii Yu.P. // J. Membr. Sci. 1991. V. 60. P. 13.

  37. Yampolskii Yu.P. // Polym. Rev. 2017. V. 57. P. 200.

  38. База Данных “Газоразделительные параметры стеклообразных полимеров”. Информрегистр РФ.1998. № 3585.

  39. Yampolskii Yu.P., Korikov A.P., Shantarovich V.P., Nagai K., Freeman B.D., Masuda T., Teraguchi M., Kwak G. // Macromolecules. 2001. V. 34. P. 1788.

  40. Thomas S., Pinnau I, Du N., Guiver M.D. // J. Membr. Sci. 2009. V. 333. P. 125.

  41. Markova S.Yu., Pelzer M., Shalygin M.G., Vad T., Gries T., Teplyakov V.V. // Sep. Pur. Tech. 2022. V. 278. P. 11953.

  42. Grinevich Yu.V., Starannikova L.E., Yampolskii Yu.P., Gringolts M.L., Finkelshtein E.Sh. // J. Membr. Sci. 2011. V. 378. P. 250.

  43. Gringolts M.L., Bermeshev M.G., Yampolskii Yu.P., Starannikova L.E., Shantarovich V.P., Finkelshtein E.Sh. // Macromolecules. 2010. V. 43. P. 7165.

  44. Yave W., Car A., Peinemann K.-V., Shaikh M.Q., Rätzke K., Faupe F. // J. Membr. Sci. 2009 V. 339. P. 177.

  45. Pinnau I., Morisato A., He Z. // Macromolecules. 2004. V. 37. P. 2823.

  46. Borman V.D., Teplyakov V.V., Tronin V.N., Tronin I.V., Troyan V.I. // J. Exp. Theor. Phys. 2000. V. 90. P. 950.

  47. Zhmakin V.V., Teplyakov V.V. // Sep. Pur. Tech. 2017. V. 186. P. 145.

Дополнительные материалы отсутствуют.

Инструменты

следующая статья выпуска предыдущая статья выпуска содержание выпуска

Мембраны и мембранные технологии

Архивы выпусков Информация о журнале Отправить рукопись в журнал