2024/2025
Мембраны и мембранные технологии
Статус:
Дисциплина общефакультетского пула
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:
Ярославцев Андрей Борисович
Язык:
русский
Кредиты:
3
Контактные часы:
60
Программа 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
Содержание учебной дисциплины
- Основные сведения о мембранах и процессах переноса
- Основные типы мембран и мембранных материалов.
- Основные типы мембранных процессов
Элементы контроля
- Экзамен
- Контрольная работаДве письменные работы. Первая письменная работа проводится по темам 1 и 2 на 80 минут
Список литературы
Рекомендуемая основная литература
- Болдырев А.А. Биомембранология: учеб. пособие / А.А. Болдырев, Е.И. Кяйвяряйнен, В.А. Илюха. - Изд. 2-е, испр. и доп. - Красноярск: Сибирский федеральный ун-т, 2008. - 186 с. ISBN 978-5-7638-1241-1 - Режим доступа: http://znanium.com/catalog/product/345146
- Физико-химические процессы в газовой динамике. Справочник : справочник / В. М. Жданов, В. С. Галкин, О. А. Гордеев, И. А. Соколова. — Москва : ФИЗМАТЛИТ, [б. г.]. — Том 3 : Модели процессов молекулярного переноса в физико-химической газодинамике — 2012. — 284 с. — ISBN 978-5-9221-1158-4. — Текст : электронный // Лань : электронно-библиотечная система. — URL: https://e.lanbook.com/book/59588 (дата обращения: 00.00.0000). — Режим доступа: для авториз. пользователей.
Рекомендуемая дополнительная литература
- Membrane engineering for the treatment of gases. Vol. 2: Gas-separation issues combined with membrane reactors, , 2018
- Снегирева, Н. С., Сканирующая зондовая микроскопия в изучении мембранных нанотехнологий : монография / Н. С. Снегирева, Х. Х. Валиев, Ю. Н. Карнет. — Москва : Русайнс, 2019. — 129 с. — ISBN 978-5-4365-3972-0. — URL: https://book.ru/book/934606 (дата обращения: 26.08.2024). — Текст : электронный.