Технологический процесс изготовления оснастки для сборки фильтрующих элементов наномембранных фильтров презентация

образования «Владимирский государственный университет имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых» (ВлГУ)

Институт Машиностроения и Автомобильного Транспорта
Кафедра Технология машиностроения




РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОСНАСТКИ ДЛЯ СБОРКИ ФИЛЬТРУЮЩИХ ЭЛЕМЕНТОВ НАНОМЕМБРАННЫХ ФИЛЬТРОВ






Выполнил: Михалкина С.В.
Руководитель: Беляев Л.В.

в биотехнологии для очистки и концентрирования вирусов.
Задачи данной работы:
Изучение фильтрования и принцип действия
Изучение мембран и их видов
Изучение наномембран. Способ изготовления наномембранных фильтров.
Тема моей выпускной квалификационной работы очень актуальна, так как в наше время происходит большой выброс промышленных, сельскохозяйственных и бытовых отходов, что приводит к значительному ухудшению качества воды, идущей на хозяйственно-питьевые нужды. А наномембранный фильтр позволяет удалять из воды: железо, нерастворимые примеси, тяжелые металлы, коллоидные соединения и другие мелкодисперсные вещества.

пыли и туманов с помощью пористой (фильтровальной) перегородки, которая пропускает жидкость или газ и задерживает взвешенные в них твердые частицы.
Процесс очитки воды фильтрованием заключается в её пропуске через пористую среду, на поверхности или в порах которой при этом происходит накопление частиц загрязнений, извлекаемых из очищаемой воды.

специальной структурой, созданные для обеспечения селективного пропускания растворенных веществ.
Виды мембран:
Микрофильтрационные. (Микрофильтрационные мембраны имеют большие поры и вследствие этого обладают высокой производительностью при небольших давлениях.) – 0,02-4,0 мкм.
Ультрафильтрационные (Осуществляет ультрафильтрационное кондиционирование воды с сохранением микроэлементного состава, финишную очистку воды и тонкую фильтрацию от механических примесей.) – 0,02-0,2 мкм.
Нанофильтрационные (Эта мембрана отвечает за смягчение очень жесткой воды. Данная мембрана может удерживать в своих порах хлороорганику и частицы тяжелых металлов.) – 0,001-0,01 мкм.
Обратноосмотические (Они отфильтровывают все бактерии и вирусы, основную часть растворенных солей, органические соединения, железо и тяжелые металлы, органические красители, придающие воде цвет, пестициды, гербициды и инсектициды.) – 0,0001-0,001 мкм.

диаметром в доли микрона и менее. В частности, материалы, в которых размер пор строго контролируем и составляет от 2 до 50 нм, называются мезопористыми молекулярными ситами. Мелкие поры способны задерживать очень малые твердые частицы, а также микробы, вирусы, отдельные клетки и даже молекулы.
Способ изготовления наномембранных фильтров, заключается в том, что на поверхность металлической подложки напыляют пленку окиси кремния, на эту пленку напыляют нанометровый металлический слой толщиной не более 5 нм, затем процессы напыления повторяют многократно до тех пор, пока толщина слоистой структуры не достигнет величины не менее 50 мкм, над сформированной структурой располагают игольчатый металлический электрод, создают между подложкой и электродом разность потенциалов, при которой между ними протекает ток, ограниченный величиной не более 1 А, сканируют игольчатым электродом по всей необходимой площади поверхности структуры, затем подложку со сформированной слоистой структурой помещают в растворитель металла подложки, полученную после полного стравливания подложки слоистую стеклометаллическую структуру в виде мембраны с наноотверстиями очищают от остатков растворителя, металлов подложки, а также восстановленного кремния,

фильтрующего элемента.

Рис. 1 Прошивка наноотверстий в
многослойной стеклометаллической
структуре электрическим током пробоя.

1 - металлическая подложка;
2 - слой окиси кремния;
3 - наноразмерный металлический слой;
4 - ток пробоя;
5 - игольчатый металлический электрод.