​Российские ученые разработали новую двухслойную мембрану для получения особо чистого кислорода из воздуха. Ее можно использовать в микро- и наноэлектронике, фармацевтической промышленности и биотехнологии. Статья об исследовании, поддержанном грантом Российского научного фонда (РНФ), опубликована в журнале ACS Applied Materials & Interfaces.

Разделение смеси газов, в том числе воздуха, - это важная часть химической промышленности. Благодаря этому процессу получают, например, чистый кислород, который в сжиженном виде используется в качестве окислителя ракетного топлива, а также служит реагентом для синтеза целого комплекса веществ. Этот чистый жидкий кислород получают, разделяя воздушную смесь на составляющие, - в основном на азот и кислород. Сейчас это делают в основном тремя методами: криогенным, адсорбционным и мембранным.

Криогенный метод основан на том, что компоненты воздушной смеси переходят из газообразного состояния в жидкое при разных температурах. В адсорбционном методе используются особые вещества - сорбенты, - которые могут избирательно поглощать газы из окружающей среды. Мембранный метод основан на том, что мембрана выборочно пропускает через себя различные газы. Эффективность последнего метода и чистота газа целиком зависят от характеристик мембраны.

Сотрудники ИМЕТ РАН разработали и получили двухслойный композитный мембранный материал на основе оксидов меди и ванадия, а также изучили его транспортные свойства. Этот материал состоит из плотного внешнего слоя (с высокой проводимостью ионов кислорода и электронов) и внутреннего слоя, в котором происходят окислительно-восстановительные реакции и барботирование кислорода - пропускание газа через жидкую среду. Внешний слой мембраны выступает в роли разделителя, внутренний - выполняет транспортную функцию, то есть переносит молекулы кислорода в реакционную среду. Ранее ученые уже получали расплавно-оксидные мембраны, однако они не были достаточно рентабельны для того, чтобы внедрить их в промышленное производство. Эту проблему исследователи решили в новой разработке.

Мембрану получали в два этапа. На первом этапе ученые формировали керамический композитный материал, в которых входили оксиды меди и ванадия. На втором этапе его нагревали выше 816 °С, обдувая внешнюю сторону образца воздухом, а внутреннюю - гелием. В таком режиме образец выдерживали полчаса, после чего получался двухслойный материал, в котором внешний и внутренний слои содержали как твердую, так и жидкую фазы.

"Разработанный нами мембранный материал имеет значительный инновационный потенциал для применения в технологии разделения газов, говорит руководитель работы Валерий Белоусов".

Источники

Ученые из России научились получать особо чистый кислород
Newsmir.info, 16/08/2018
Ученые из России научились получать особо чистый кислород
РИА Новости, 16/08/2018
Ученые из России научились получать особо чистый кислород
Пульс Планеты 24/7 (puls-planety247.ru), 16/08/2018
Ученые создали мембрану для получения особо чистого кислорода
Margust (gazeta-margust.ru), 16/08/2018
Ученые из России научились получать особо чистый кислород
Янтарный остров (yaostrov.ru), 16/08/2018
Ученые создали мембрану для получения особо чистого кислорода
Газета.Ru, 16/08/2018
Ученые из России научились получать особо чистый кислород
Gazeta.kg, 16/08/2018
Создана мембрана для получения особо чистого кислорода
Newstes.ru, 16/08/2018
Ученые из России научились получать особо чистый кислород
ИА Объединенная Европа (uenews.ru), 16/08/2018
Создана мембрана для получения особо чистого кислорода
Полит.ру, 16/08/2018
"Создана мембрана для получения особо чистого кислорода"
Ivest.kz, 16/08/2018
Двухслойная мембрана позволит получить особо чистый кислород
Новости@Rambler.ru, 16/08/2018
Ученые создали мембрану для получения особо чистого кислорода
Новое время (novoye-vremya.com), 16/08/2018
Ученые из России научились получать особо чистый кислород
Твоя Свободная трибуна (triboona.ru), 16/08/2018
Двухслойная мембрана позволит получить особо чистый кислород
Индикатор (indicator.ru), 16/08/2018
Российские ученые создали мембрану для получения особо чистого кислорода
Российская академия наук (ras.ru), 16/08/2018
Создана мембрана для получения особо чистого кислорода
Forexluks (forexluks.ru), 16/08/2018
Ученые из России научились получать особо чистый кислород
Российский научный фонд (rscf.ru), 16/08/2018
Ученые из России научились получать особо чистый кислород
Российский научный фонд (рнф.рф), 16/08/2018

Похожие новости

  • 15/08/2018

    Описаны механизмы увеличения энергии электронов в химических реакциях

    ​Ученые описали, как можно увеличить энергию электронов в ходе химических реакций. Принципы этого процесса используются в химическом синтезе, однако детально их ранее не исследовали. Работа выполнена при поддержке гранта РНФ и опубликована в журнале Angewandte Chemie.
    273
  • 28/03/2018

    Российские химики раскрыли механизм важнейшей для промышленности реакции

    ​Механизм важнейшей окислительной реакции Байера-Виллигера, известной больше ста лет, раскрыт международной группой ученых. Реакция является универсальным путем получения эфиров органических кислот - базовых соединений для химической промышленности.
    376
  • 18/06/2018

    Сибирские ученые превратили сельхозотходы в уникальную наноцеллюлозу

    Сотрудники Института проблем химико-энергетических технологий Сибирского отделения Российской академии наук (ИПХЭТ СО РАН) разработали новый дешевый способ получить важный для промышленности материал – бактериальную наноцеллюлозу.
    440
  • 23/07/2018

    Российские физики создали суперлюминесцентный световод для космических аппаратов

    Оптоволокно с добавкой висмута может стать мощным суперлюминесцентным источником излучения для инструментов и приборов, работающих в космосе.   Исследователи из Научного центра волоконной оптики (НЦВО) РАН и Института химии высокочистых веществ им.
    231
  • 05/05/2018

    Российские химики нарушили симметрию ради создания противогрибковых препаратов

     Российские ученые разработали новое соединение, ускоряющее химические реакции, которое можно использовать для синтеза лекарств. Благодаря несимметричной структуре оно позволяет соединять в единую систему две молекулы, точно контролируя их расположение в пространстве.
    351
  • 23/08/2018

    Химики из России создали нанотрубки, сжимающиеся при нагревании

    ​Ученые из Санкт-Петербурга создали первые в мире микротрубки из необычного материала, сжимающегося при нагревании. "Рецепт" по их выращиванию был представлен в журнале Inorganic Chemistry. "Пока мы только научились синтезировать микротрубки, но не изучили их термическое поведение.
    207
  • 10/09/2018

    Ученые реконструировали 3D-модель еды по двумерному изображению ее структуры

    ​Ученые показали, что на основе двумерного изображения продуктов питания можно создать трехмерную модель их внутреннего строения. Опираясь на нее, можно предсказать физические свойства пищевого продукта и смоделировать процессы, происходящие внутри него.
    233
  • 25/09/2018

    Физики измерили намагниченность диэлектрика за одну триллионную долю секунды

    Коллектив ученых из России, Германии, Швеции и Японии разработал способ изменить намагниченность диэлектрика, воздействуя на него сверхкороткими лазерными импульсами. Ученым удалось добиться времени изменения намагниченности в одну пикосекунду – это в 100 раз меньше, чем предполагалось ранее.
    167
  • 06/11/2018

    Российские физики разработали новую микроволновую антенну

    ​Ученые из Университета ИТМО совместно с коллегами из Физического института имени П. Н. Лебедева РАН предложили новую микроволновую антенну, которая создает однородное магнитное поле в большом объеме и позволяет синхронизировать электронные спины группы дефектов в структуре наноалмаза.
    102
  • 17/03/2017

    Сибирские физики создадут точнейшие атомные часы

    Ученые из Института лазерной физики Сибирского отделения Российской академии наук, Новосибирского государственного университета и из Новосибирского государственного технического университета разработали сверхстабильный лазер для атомных часов, который позволит российским физикам создать устройства для измерения времени, не уступающие в точности западным аналогам, говорится в статье, опубликованной в Journal of Physics: Conf.
    1589