ИСТИНА

В работе приведены результаты практического исследования процесса транспор-та молекул воды через мембраны на основе оксида графена. С использованием метода широкоугловой рентгеновской дифракции при скользящем падении пучка был изучен механизм массопереноса воды через селективные слои оксида графена различной толщины (~ 100 нм и 6 мкм). Продемонстрирована экспоненциальная зависимость па-ропроницаемости мембран (от ~ 0,15 до 250 м3/(м-2·бар-1·ч-1)) от величины межплос-костного расстояния, которое напрямую зависит от активности паров воды как на сто-роне потока, так и на стороне пермеата. Сканирование рентгеновским пучком мем-бран по глубине демонстрирует весьма узкое распределение межплоскостных рас-стояний в мембране. При этом межплоскостное расстояние в мембране не совпадает с таковым для равновесных условий ни при изменении относительной влажности пото-ка со стороны потока, ни со стороны пермеата. Показано, что рассчитанный на основе дифракционных данных градиент активности паров воды внутри мембраны оказался существенно меньше реального (мне превышал ~ 10% от реально приложенного гра-диента). Предельная проницаемость оксида графена, оцененная с помощью рассчи-танного градиента активности, составила ~ 3000 м3/(м-2·бар-1·ч-1). Ограничение транс-порта паров воды может быть объяснено скоростью теплопереноса между поверхно-стями мембраны. Измеренный перепад температуры со стороны пермеата составил ~ 6°C при максимальном приложенном градиенте активности паров воды. Достигнутые в результате работы селективности в паре H2O/N2 > 105 позволяют рассматривать мембраны на основе оксида графена в качестве эффективных мембран для процессов газоосушения и первапорации. Работа выполнена при финансовой поддержке РНФ, грант № 23-13-00195.