Мембраны и мембранные технологии

2024/2025

Статус: Курс по выбору

Кто читает: Базовая кафедра нефтехимии и полимеров Института нефтехимического синтеза им А.В. Топчиева РАН

Когда читается: 1, 2 модуль

Охват аудитории: для своего кампуса

Преподаватели: Алентьев Александр Юрьевич, Сафронова Екатерина Юрьевна, Ярославцев Андрей Борисович

Язык: русский

Кредиты: 3

Полная версия программы учебной дисциплины

Аннотация

Каждый человек, сам того не осознавая, постоянно «использует» достаточно сложные мембранные процессы, на которых основана деятельность любого живого организма. Исследования в области мембран имеют ярко выраженную практическую направленность. Мембранные установки незаменимы на нефтяных и газовых месторождениях, находят применение в угольной, химической и нефтехимической промышленности в пищевой промышленности и во многих других направлениях. Мембраны традиционно используются для осуществления процессов разделения, очистки и концентрирования газовых и жидких сред. В то же время активно ведутся исследования в области применения мембран в альтернативной энергетике, сенсорике, биологии и медицине, мембранном катализе и для решения ряда других прикладных задач. Развиваются и различного рода гибридные технологии, в которых мембраны используются на одной или нескольких стадиях. В связи с этим с каждым годом расширяется потребность в различного рода мембранах и мембранных процессах. Причем для разных процессов востребованными оказываются различные типы мембран, к которым предъявляется определенный набор требований. В последние годы существенно возрос интерес к получению новых типов мембран, отличающихся высокой производительностью и селективностью. В связи с обострением экологических проблем, весьма актуальным в последнее время стало использование мембран для процессов водоочистки и в водородной энергетике. В первом случае в зависимости от состава исходных вод, объема производства, и требования к их качеству на выходе, могут использоваться совершенно различные методы, среди которых доминируют обратный осмос, микрофильтрация и электродиализ. Протонпроводящие мембраны являются основной составляющей частью топливного элемента, пожалуй, самого экологичного источника энергии. Целями освоения дисциплины Мембраны и мембранные технологии являются формирование у обучающихся знания об основных мембранных процессов и их движущих силах, о строении основных типов мембран и их использовании в практических приложениях. Данный курс будет включать следующие основные разделы: 1.Общие закономерности процессов переноса. 2.Биологические мембраны.3.Жидкие мембраны. 4.Высокомолекулярные мембраны. 5.Трековые мембраны.6.Неорганические мембраны.7.Мембранное газоразделение.8.Мембранное разделение и очистка жидких систем.9.Процессы, основанные на ионном переносе.10.Мембранный катализ.

Цель освоения дисциплины

Целями освоения дисциплины Мембраны и мембранные технологии являются формирование у обучающихся знания об основных мембранных процессов и их движущих силах, о строении основных типов мембран и их использовании в практических приложениях.

Планируемые результаты обучения

Готов использовать полученные навыки при решении задач, требующих знаний о мембранах, мембранных технологиях, связанных с реализацией процессов разделения, очистки, энергоснабжения, химического и электро-химического синтеза.
Демонстрирует знание основных сведений о мембранах, общих закономерностях процессов переноса. Имеет представление об основных методах исследования мембран и мембранных материалов, может аргументировано обосновать целесообразность их использование для исследования мембранных материалов.
Демонстрирует знание основных типов мембран и мембранных материалов. Имеет представление об основных методах синтеза биологических, жидких, высокомолекулярных, трековых и неорганических мембран, особенностях процессов переноса молекул и ионов в таких системах.
Демонстрирует знание процессов мембранного газоразделения, разделения и очистки жидких систем, процессов, основанных на ионном переносе, мембранном катализе. Имеет представление об основных закономерностях этих процессов, их использовании в различных производственных сферах.
Может осуществлять обработку и анализ научно-технической информации из специальной литературы по основам мембранных процессов и их движущих силах, о строении основных типов мембран и их использовании в практических приложениях