Полупроницаемая мембрана

(21) (22) (46) (71) М 42ской Аизик бер н ем бр анам,11 ельвности ния ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ 4076295/31-2611.06.8615,11.87. Бюл.Институт химичеАН СССР(57) Изобретение относится кной технологии, а точнее к меслужащим для разделения смесеизобретения - повьппение эффекработы мембраны за счет увели ее сферы применения и повышения селективности. Полупроницаемая мембрана состоит из пористой колимерной основы, содержащей гидрофильные группы,и импрегнирующей жидкости, состоящейиз водного слоя, расположенного наповерхности пор, и слоя, ограниченнорастворимого в воде жидкого органического поверхностно-активного вещества.В частности, в качестве пористой полимерной основы могут использоватьсянитроацетатцеллюлозные ультрафильтры,а в качестве ограниченно растворимого в воде поверхностно-активного вещества могут использоваться жирныекислоты и другие липидоподобные жидкости, 1351621Изобретение относится к мембранной технологии, а точнее к мембранам, служащим для разделения смесей в химической, микробиологической и других отраслях промьппленности, а также в медицине.11 елью изобретения является повышение эффективности работы мембраны за счет увеличения сферы применения мембраны и повышения ее селективности. 10 Данная цель достигается тем, чтополупроницаемая мембрана состоит иэпористой полимерной основы, содержащей гидрофильные группы, импрегнирующей жидкости, состоящей из водногослоя, расположенного на поверхностипор, и слоя, ограниченно растворимого в воде жидкого органического по- Оверхностно-активного вещества.В частности, в качестве пористойполимерной основы могут использоваться нитроацетатцеллюлозные ультрафильтры и другие пористые полимерные матрицы, содержащие -СООН, -ИН , -БН,-НБО и другие ионообменные группы.Пористая полимерная матрица может содержать тромболитические вещества,например гепарин, а также уреазу, 30,расщепляющую мочевину и повышающуюскорость ее удаления иэ биологической,жидкости.Слой ограниченно растворимого вводе жидкого органического поверхностно-активного вещества может представлять собой жирные кислоты, ихэфиры, жидкие или жидкокристаллические фосфолипиды, растительные илиживотные масла или смеси перечисленных веществ. В жидком органическомповерхностно"активном веществе могутбыть дополнительно растворены синтетические или природные переносчикиразличных веществ, например переносящая О натриевая соль железо (11)фталоцианинтетрасульфоновой кислоты.В качестве катализаторов для переноса СО могут использоваться сульфитыщелочных металлов или карбоангидраза, Кроме того, может быть использована органическая жидкость, например,олеиновая кислота, переведенная в полимерную форму, например, путем химической, радиационной или плазмохимической обработки, что увеличиваетсрок службы мембран за счет уменьшения вымывания импрегнирующей жидкости,Покрывающий поверхность пор водный слой может дополнительно содержать различные экстрагенты, например гидрокарбонаты щелочных металлов, облегчающие перенос СОИмпрегнированная мембрана может быть дополнительно покрыта тонкой гидрофобной пленкой, например, иэ силиконовой резины или полимеризованной импрегнирующей жидкостиУвеличение 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. Повьшение 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 жидкостей, одна из которых (органическая), как правило, малолетучая, а другая (вода) удерживается в мембране благодаря взаимодействию с ионными груп. пами подложк, и полярными группами поверхностно-активного вещества,П р и м е р. Использовали мембрану из нитроацетатцеллюлозы с диамет ром пор 10 см и общей пористостью 85 Х. Поверхность пор была покрытаослоем воды толщиной 30-100 А, а объем пор был заполнен изобутиловым эфиром лауриновой кислоты. Измерения0проводили при 31 С в стеклянной тер- мостатируемой ячейке, разделенной на две части мембраной. С одной стороны мембраны в ячейку вводились газовые смеси с варьируемым парциальным давлением СО и О, а с другой стороны ячейка заполнялась биологической жидкостью, циркулирующей по замкнутому циклу, включающему резер вуар с датчиком для измерения О из СО - чувствительным электродом,135 Газопроницаемость мембраны выражается формулой Ц, 1 П= - -РФормула изобретения Составитель Л.СвитцовРедактор Н,Швыдкая Техред И.Верее Корректор А. Тяско Тираж 657 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам. изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5 Заказ 5515/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 где П - проницаемость мембраны,см (СТД) см с см рт.ст,Я - поток газа через мембрану,см (СТД) см с ;1 - толщина мембраны, см;Р - парциальное давление газав газовой смеси, см ртст.Селективность мембраны выражается отношением проницаемостей соответствующих газов через эту мембрану. Проницаемость О через мембрану, приготовленную как указано, равна 9,8 10 см /СТД/см с см рт.ст., а проницаемость СО через эту же мембрану равна 1,310 см /СТД/см с см ртст. . Селективность СО 2 /О этой мембраны равна 13,3. Эта селективность превосходит селективность известной мембраны.и приближается к газовой селективности стенки легкого. Мембрана обладает высокой водо- непроницаемостью, причем если в экс 1 б 21 4перименте с одной стороны мембраныподавали жидкость под давлениемР 7 б см рт.ст то с другойиЗбьТоцнОЕстороны мембраны не удавалось обна 5ружить капель воды. Гаэоразделениена предлагаемой мембране можно проводить при избыточных давлениях,достигающих" 3 атм при использовании пористых подложек, придающих мембране механическую прочность,Полупроницаемая мембрана для разделения смесей под действием градиента концентрации переносимых компонентов, состоящая из пористой полимерной основы, содержащей гидрофиль .ные группы, и импрегнирующей жидкости, о т л и ч а ю щ а я с я 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 поверхностипор, и слоя, ограниченно растворимого в воде поверхностно-активного ве