Министерство образования и науки Российской Федерации

ФГБОУВПО «Марийский государственный университет»

Физико-математический факультет

Кафедра общей физики

Специальность 150701.65 Физико-химия процессов и материалов

РЕФЕРАТ

на тему:

«Нанофильтры»

Выполнил:

Студент ФМФ группы ФХ-54

К. Н. Пуртов

Проверил:

профессор, доктор техн. наук

___________ Скулкин Н.М.

Йошкар-Ола

2014 Г. Содержание

Примечание 19

Введение

Нанотехнологии имеют отношение к широкому спектру инструментов, приложений, методов, которые связаны с применением частиц размером от единиц до сотен нанометров. Частицы подобного размера обладают уникальными физико-химическими и поверхностными свойствами, они открывают новые возможности для применения

Открытие новых материалов, обладающих уникальными свойствами, может оказать сильное воздействие на существу­ющие технологии, а также позволит разработать совершен­но новые продукты и процессы. Эти возможности вызывают необходимость глубже исследовать органические композиты с неорганическими добавками (органическо-неорганические (ОН)). Некоторые исследователи путем создания гибридных материалов надеются получить информацию о необходимых свойствах органических и неорганических компонентов ком­позиционного материала (а в идеале и открыть новые синер­гетические свойства). В большинстве случаев оптимальное улучшение свойств достигается тогда, когда неорганические и органические компоненты обладают достаточно малыми размерами для того, чтобы смешиваться на молекулярном уровне. Такие нанокомпозиты зачастую принимают форму неорганических наночастиц, распыленных в органической матрице. Например, добавление наночастиц к полимерам привело к появлению нанокомпозитов с повышенной прово­димостью, механической прочностью и каталитиче­ской активностью.

Одной из наиболее перспективных областей применения нанокомпозитов является их использование в молекулярном разделении при очистке биомолекул, борьбе с загрязнения­ми окружающей среды, опреснении морской воды, нефте­химических процессах и производстве топлива. Процес­сы молекулярного разделения в этих областях применения в большинстве случаев выполняются с использованием таких энерго- и трудоемких технологий, как дистилляция, абсорб­ция и адсорбция.

С этой точки зрения технология разделения мембраны яв­ляется наиболее перспективной. Получение мембран не требу­ет больших энергетических затрат и экологически безопасно. Долгое время широкое использование мембран в разделении было ограничено невозможностью достичь приемлемого со­четания высокого уровня селективности (который влияет на чистоту конечного продукта и стоимость выполнения опе­раций) и высокого уровня проходимости (который сокраща­ет площадь мембраны и основные затраты на ее производ­ство). К сожалению, с увеличением селективности материалов с обычной полимерной мембраной уменьшается проходимость. Чтобы обойти это ограничение, в органические поли­меры предлагается вводить добавки малых неорганических частиц. Органическая полимерная составляющая обеспечива­ет композиционному материалу механическую эластичность и пригодность к обработке, а неорганические частицы обе­спечивают просеивание молекул (например, используя хорошо изученные поры цеолита) и управление упаковыванием полимерных цепочек (что позволяет управлять характеристи­ками транспорта).

Сторонники нанотехнологий предлагают использовать эту область исследования для решения некоторых проблем, с которыми человечество сталкивается в глобальных масштабах, таких как обеспечение снабжения растущего населения безопасной питьевой водой.

Нано очистка воды в настоящий момент продолжает развиваться, и поэтому существует несколько различных способов. Одни из этих способов находятся в разработке, а другие широко используются.

В системах нано водоочистки используются некоторые наноматериалы, такие как волокна глинозема и углеродные нанотрубки. Также нано очистка воды использует существование наноскопических пор в мембране цеолита, и кроме того, нанокатолизаторов и магнитных наночастиц. Наносенсоры на основе наночастиц палладия или нанопроводов оксида титана применяются для аналитического обнаружения в пробах воды вредных веществ.