Труды КНЦ (Технические науки вып.1/2025(16))

Труды Кольского научного центра РАН. Серия: Технические науки. 2025. Т. 16, № 1. С. 257-261. Transactions of the Kola Science Centre of RA s . Series: Engineering Sciences. 2025. Vol. 16, No. 1. P. 257-261. been shown that all the membranes under study have thermal stability and good mechanical properties which ensures their suitability for assembly of membrane modules and other applications, such as packaging membranes. It has been established that the individual transport properties of the matrix copolyimide are improved during the composite creation process. This leads to increased selectivity for the separation of industrially significant gases. Keywords: membranes, titanosilicates, gas separation Acknowledgments: The article was supported by the Resource Centers (RC) of St. Petersburg State University: “ThermograviiTietnc and Calorimetric Research Methods”; “Methods of Analysis of Substance”, the Interdisciplinary RC Nanotechnology and Cryogenic Department. Funding: The authors express their gratitude to the Russian Science Foundation (grant No. 24-23-00374). For citation: Pulyalina A. Yu., Mukhin A. E., Kalashnikova O. G. Optimization of gas separation properties of polymer membranes: the role of titanium silicate-based modifiers in regulating structure and transport parameters // Transactions of the Kola Science Centre of RAS. Series: Engineering Sciences. 2025. Vol. 16, No. 1. P. 257-261. doi:10.37614/2949- 1215.2025.16.1.045. Введение В настоящее время мембранные процессы активно развиваются и используются в различных областях промышленности. Их широкое применение включает такие процессы, как концентрирование, очистка и разделение промышленно значимых индивидуальных компонентов. При этом применение мембранной технологии не только позволяет решать производственные задачи, но и предотвращает проблемы, связанные с загрязнением окружающей среды. Мембранные методы представляют большой интерес, поскольку являются высокоселективными, безотходными, отличаются низкими энергозатратами и простотой оборудования, необходимого для использования мембран в любых сферах производственной и научной деятельности [1; 2]. Одним из направлений, в которых применяются мембранные процессы, является разделение промышленно значимых газовых смесей. Газоразделение — один из самых востребованных мембранных процессов, так как позволяет снизить крайне большие затраты энергии на очистку и переработку производственных отходов. Оно находит применение в таких отраслях, как энергетика, химическая промышленность и экология, а именно позволяет снизить количество выбросов парниковых газов и утилизировать углерод [3-5]. Изучение влияния модифицирующих добавок на транспортные свойства гибридных мембран направлено на улучшение их транспортных характеристик для разделения газов, что может значительно повысить эффективность и экономическую целесообразность применения мембранных технологий в промышленности, а также помочь в оптимизации производственных процессов [6]. Цель настоящей работы состояла в разработке новых гибридных диффузионных мембран и изучении влияния модифицирующей добавки на транспортные свойства гибридных мембран, а также в изучении их структуры, термической стабильности, физико-химических параметров и транспортных характеристик при разделении промышленно значимых газов. Результаты Объектами исследования являлись диффузионные непористые мембранные материалы на основе промышленно доступного сополиимида марки Р84 и цеолитоподобных модификаторов — титаносиликатных минералов Хибинского массива линтисита и натисита. Были детально изучены структура, физические свойства и газоразделительные параметры. Термогравиметрический анализ образцов мембран на основе P84, содержащих 20 мас. % линтисита и натисита, был проведен для изучения термической стойкости мембран в зависимости от содержания цеолита при повышении температуры от 25 до 500 °С. Существенное отличие в ходе кривых ТГ для разных типов мембран до 400 °С не отмечено. В области до 100 °С зафиксирована небольшая потеря массы, которая составляет около 2 мас. %, что может быть обусловлено выделением влаги и низкомолекулярных примесей, сорбированных на поверхности мембран. В области от 200 до 300 оС потеря в массе примерно на 6 %. © Пулялина А. Ю., Мухин А. Е., Калашникова Г. О., 2025 258