к.т.н., доцент, кафедра механики и инженерной графики, Советская, 106, Тамбов, 392000, Россия
Cand. Sci. (Engin.), associate professor, mechanics and engineering graphics department, Sovetskaya Str., 106, Tambov, 392000, Russia
д.х.н., профессор, кафедра механики и инженерной графики, Советская, 106, Тамбов, 392000, Россия
Dr. Sci. (Engin.), professor, mechanics and engineering graphics department, Sovetskaya Str., 106, Tambov, 392000, Russia
к.т.н., инженер, кафедра природо-пользования и защиты окружающей среды, Советская, 106, Тамбов, 392000, Россия
Cand. Sci. (Engin.), engineer, nature management and environmental protection department, Sovetskaya Str., 106, Tambov, 392000, Russia
д.т.н., профессор, кафедра коммерции и товароведения, Карла Маркса, 67А, Воронеж, 394030, Россия
Dr. Sci. (Engin.), professor, commerce and commodity science department, Karl Marx, 67A, Voronezh,394030, Russia
В работе рассмотрены тенденции развития технологического оформления электромембранных методов разделения, динамично развивающейся технологии, характеризующейся высокой эффективностью, простотой эксплуатации и обслуживания. На сегодняшний день исследования технологии электромембранного разделения проводятся как с целью оптимизации и улучшения характеристик стандартных элементов, так в связи с разработкой и внедрением новых материалов и процессов. Выявлено четыре основных вектора развития технологий электромембранного разделения. Новые подходы и методики электромембранного разделения промышленных растворов, в том числе широкое внедрение математического моделирования для описания процессов протекающих в аппаратах, на анионообменных или катионообменных мембранах, изменение плотности тока в аппарате. Усовершенствование или разработка новых электромембранных аппаратов и устройств, результатом является увеличение площади соприкосновения, которое предлагается достичь или путем изменения формы, количества мембран или их пористости и шероховатости. Разработка новых типов мембран и материалов для их изготовления, изменяющих структуру и физико-химические свойства мембран, включает внедрение в состав мембран разнообразных компонентов (углеродных квантовых точек, наночастиц оксидов металлов и др.), физико-химическия воздействия на мембрану, изменяющие ее на этапе формирования. Интеграция мембранного разделения и электрохимии, привела к разработке электропроводящих мембран, в состав которых включены углеродные наноматериалы, обладающие превосходной электропроводностью и стабильность. Цель исследований в данном направлении, уменьшение загрязнения мембран. Мембраны с электрохимическим действием могут своевременно разлагать мелкие органические загрязнители, механизмы воздействия на которые при обычным мембранным разделением отсутствуют.
The paper considers the trends in the development of technological design of electromembrane separation methods, a dynamically developing technology characterized by high efficiency, ease of operation and maintenance. To date, research on the technology of electromembrane separation is carried out both to optimize and improve the characteristics of standard elements, and to develop and implement new materials and processes. Four main vectors of development of electromembrane separation technologies have been identified. New approaches and techniques for the electromembrane separation of industrial solutions, including the widespread introduction of mathematical modeling to describe processes occurring in apparatuses, on anion-exchange or cation-exchange membranes, and changes in current density in the apparatus. The improvement or development of new electromembrane devices and devices, the result is an increase in the area of contact, which is proposed to be achieved either by changing the shape, number of membranes or their porosity and roughness. The development of new types of membranes and materials for their manufacture, which change the structure and physico-chemical properties of membranes, includes the introduction of various components into the composition of membranes (carbon quantum dots, metal oxide nanoparticles, etc.), physico-chemical effects on the membrane, changing it at the stage of formation. The integration of membrane separation and electrochemistry has led to the development of electrically conductive membranes, which include carbon nanomaterials with excellent electrical conductivity and stability. The purpose of research in this area is to reduce membrane contamination. Membranes with electrochemical action can decompose small organic pollutants in a timely manner, the mechanisms of action on which are absent with conventional membrane separation.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.