Полупроницаемая мембрана Советский патент 1987 года по МПК B01D13/00 

1

Изобретение относится к мембранной технологии, а точнее к мембранам, служащим для разделения смесей в химической, микробиологической и друЛ1х отраслях промышленности, а также в медицине.

Целью изобретения является повышение эффективности работы мембраны за счет увеличения сферы применения мембраны и повьшения ее селективное ти.

Данная цель достигается тем, что полупроницаемая мембрана состоит из пористой полимерной основы, содержащей гидрофильные группы, импрегниру- ющей жидкости, состоящей из водного слоя, расположенного на поверхности пор, и слоя, ограниченно растворимого в воде жидкого органического поверхностно-активного вещества,

В частности, в качестве пористой полимерной основы могут использоваться нитроадетатцеллюлозные ультрафильтры и другие пористые полимерные матрицы, содержащие -СООН, -NH, -SH, -HSOj и другие ионообменные группы. Пористая полимерная матрица может содержать тромболитические вещества, например гепарин, а также уреазу, .расщепляющую мочевину и повьшающую скорость ее удаления из биологической

. жидкости.

Слой ограниченно растворимого в воде жидкого органического поверхностно-активного вещества может представлять собой жирные кислоты, их эфиры, жидкие или жидкокристаллические фосфолипиды, растительные или животные масла или смеси перечисленных веществ. В жидком органическом поверхностно-активном веществе могут быть дополнительно растворены синтетические или природные переносчики различных веществ, например переносящая Oj. натриевая соль железо (И) - фталоцианинтетрасульфоновой кислоты. В качестве катализаторов для переноса СО могут использоваться сульфиты щелочных металлов или карбоангидра- за. Кроме того, может быть использована органическая жидкость, например олеиновая кислота, переведенная в полимерную форму, например, путем химической, радиационной или плазмохи- мической обработки, что увеличивает срок слзжбы мембран за счет уменьще ния вымывания импрегнирующей жидкости.

10

,

15

20

3516212

Покрывающий поверхность пор водный слой может дополнительно содержать различные экстрагенты, например гидрокарбонаты щелочных металлов, облегчаюпдае перенос СО.

Импрегнированная мембрана может быть дополнительно покрыта тонкой гидрофобной пленкой, например, из силиконовой резины или полимеризо- ванной импрегнирующей жидкости..

Увеличение сферы применения мембраны достигается за счет того, что она может применяться как для разделения газов, так и водных растворов и биологических жидкостей. Повышение газовой селективности предлагаемой мембраны по сравнению с известными полимерными мембранами стало возможным благодаря тому, что используются пористые мембраны с порами, заполненными жидкостями, что позволяет варьировать в широких пределах и получать значительные различия в коэффициентах распределения этих газов между газовой и жидкой фазами. Повьшшние селективности при разделении жидких смесей, содержащих гидрофильные вещества с различной молекулярной массой, достигается за счет наличия водного слоя ограниченной толщины, расположенного на поверхности пор. Одновременно достигается увеличение срока службы мембран за счет совместного использования двух жидкое- тей, ОДН& из которых.(органическая), как правило, малолетучая, а другая (вода) удерживается в мембране благодаря взаимодействию с ионными груп пами подложки и полярными группами поверхностно-активного вещества.

25

30

40

Использовали мембра- с диаметнитроацетатцеллюлозыпор 10 см и общей пористостью

Пример, ну Из ром

5 85%. Поверхность пор была покрыта . слоем воды толщиной 30-100 А, а объем пор был заполнен изобутиловым эфиром лауриновой кислоты. Измерения проводили при 37 С в стеклянной тер0 мостатируемой ячейке, разделенной на две части мембраной. С одной стороны мембраны в ячейку вводились газовые смеси с варьируемым парциальным давлением СО и 0, а с другой

5 стороны ячейка заполнялась биологической жидкостью, циркулирующей -по замкнутому циклу, включающему резервуар с датчиком для измерения 0, и COi - чувствительным электродом.

Газопроницаемость мембраны выражается формулой

где II

п- Q 1 п- -р- ,

проницаемость мембраны, 1(СТД) рт.стТ

см

Q - поток газа через мембрану,

см (СТД) cM-Vj 1 - толщина мембраны, см; Р - парциальное давление газа в газовой смеси, см рт.ст. Селективность мембраны выражается отношением проницаемостей соответствующих газав через эту мембрану.

Проницаемость 0 через мембрану, приготовленную как указано, равна 9, см /СТД/см с см рт. ст., а проницаемость СО через эту же рану равна 1 ,3-КГ cMVCTA/CM c см .рт.стГ . Селективность этой мембраны равна 13,3. Эта селективность превосходит селективность известной мембраны и приближается к газовой селективности стенки легкого. Мембрана обладает высокой водонепроницаемостью, причем если в эксСоставитель Л.Свитцов Редактор Н.Швыдкая Техред И.Верес

Заказ 5515/5 Тираж 657Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам,изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.- 4/3

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

перименте с одной стороны мембраны подавали жидкость под давлением

Р 76 см рт.ст., то с другой избыточное е

стороны мембраны не удавалось оона-

ружить капель воды. Газоразделение на предлагаемой мембране можно проводить при избыточньгх давлениях, достигаюпщх- 3 атм при использоваНИИ пористых подложек, придаюрщх мембране механическую прочность.

Формула изобретения

Полупроницаемая мембрана для разделения смесей под действием градиента концентрации переносимых компонентов, состоящая из пористой полимерной основы, содержащей гидрофиль.ные группы, и импрегнирующей жидкости, отличающаяся тем, что, с целью повышения эффективности работы мембраны за счет увеличения ее сферы применения и повышения селективности разделения, импрегни- рующая жидкость состоит из водного слоя, расположенного на поверхности пор, и слоя, ограниченно растворимо™ го в воде поверхностно-активного ве-

щества.

Корректор А. Тяско

Изобретение относится к мембранной технологии, а точнее к мембранам, служащим для разделения смесей.Цель изобретения - повьшение эффективности работы мембраны за счет увеличения ее сферы применения и повьшения селективности. Полупроницаемая мембрана состоит из пористой п.олимерной основы, содержащей гидрофильные группы, и импрегнирующей жидкости, состоящей из водного слоя, расположенного на поверхности пор, и слоя, ограниченно растворимого в воде жидкого органичес кого поверхностно-активного вещества. В частности, в качестве пористой полимерной основы могут использоваться нитроацетатцеллюлозные ультрафильтры, а в качестве ограниченно растворимого в воде поверхностно-активного вещества могут использоваться жирные кислоты и другие липидоподобные жидкости. 2 (/) 00 СП О5 ю