只有几纳米厚的聚酰胺过滤器可以帮助减少化工厂的能源账单

聚合物薄膜非常薄,但坚固稳定英国的研究人员称,这种方法可以降低分离有机分子的成本,并降低化学工业的能源需求。

分离技术是化学工业中消耗能源和资源最大的技术之一,而蒸发技术(包括蒸馏)则需要大量的热量。使用低能耗技术,如膜过滤器,将减少任何工厂的能源账单,但现有的过滤器很少足够稳定,能够持续暴露在有机溶剂中。

现在,由安德鲁·利文斯顿英国帝国理工学院的研究人员已经开发出一种新型膜,他们说这种膜在分子分离方面坚固有效。他们制造的聚酰胺纳米膜厚度不到10纳米,几乎和生物细胞膜一样薄,但其硬度和强度足以作为有效的过滤器。

为了制造它们,该团队使用了界面聚合过程,在二胺层和酸性氯化物层之间的界面上创建了凝胶状聚合物网络。首先,他们合成了一种高度交联的间苯二胺(MPD)-三甲酰氯(TMC)膜,在一个表面上有末端羧基。然后,这种材料的层可以合并到具有“褶皱”纹理的复合膜中,增加表面积。薄膜的皱褶程度取决于MPD的浓度,因为在界面反应中局部水平产生了热量。

伦敦帝国理工学院

薄膜,用钢丝套索固定,只有10纳米厚

在测试时,该膜显示出高的溶质保留率,同时允许乙腈溶剂以每巴压力每小时高达112升/平方米的速度渗透。研究小组在报告中写道:“这比具有同等溶质保留率的市售膜的渗透性高出两个数量级。科学.他们接着说,这项技术可以用于低能耗的加压过滤。

“这篇有趣的文章为用于有机溶剂回收的超薄膜分子设计开辟了一个全新的视角,”他说钟泰雄他是新加坡国立大学研究分离膜的教授。他补充说,在制药和石化行业,膜可能成为蒸发的一种有价值的替代品,可以最大限度地减少能源消耗和减少碳排放。

写在同一期的科学Viatcheslav弗雷格以色列理工学院(Technion - Israel Institute of Technology)的教授解释说,界面聚合是“一个非常简单的过程,同时实现了产生高选择性薄膜的两个目标,这种膜也非常薄,但没有缺陷”。