De bruges til rengøring af vores drikkevand, behandling af spildevand, behandling af fødevarer og holdning af farmaceutiske produkter – membraner er en vigtig del af hverdagen.
Nu har kemiske ingeniører ved University of Bath gjort en effektiv og mere bæredygtig plantebaseret nanofiltreringsmembran, der-i en verden først-ikke bruger fossile brændstofafledte materialer eller giftige opløsningsmidler.
Fremstillet af to vedvarende og bæredygtige planteafledte materialer-cellulose og lignin-er den nye polyelektrolytmembran (PEM) -design blevet bevist i test for effektivt at filtrere vandfarvestoffer af en række forskellige molekylvægte, der bruges til at repræsentere forskellige forurenende stoffer. .
Teknologien kunne bruges inden for felter, herunder vandrensning og spildevandsbehandling, der erstatter eksisterende ækvivalenter, der bruger fossile brændstoffer i deres produktion.
Resultaterne er detaljeret i et nyt forskningsdokument, “Lignin- og cellulose-afledte bæredygtige nanofiltreringspolyelektrolytmembraner,” udgivet i ACS Sustainable Chemistry & Engineering.
Dr. Olawumi Sadare, en Royal Society Newton-stipendiat i Bath’s Department of Chemical Engineering og medforfatter til papiret, sagde: “Potentialet i denne teknologi til at reducere miljøpåvirkningerne er især afgørende, især i lyset af den kommende EU Anvendelsen af giftige opløsningsmidler og de foreslåede forbud mod fluorerede polymerer i membranproduktion.
“Et andet ønskeligt aspekt af den membran, vi har skabt, er, at du kan kontrollere dens tykkelse, når du ønsker at indstille permeance -egenskaberne, eller hvor selektiv den er.”
Membranen demonstrerede også fremragende stabilitet og ydeevne efter 30 dage i vand, hvilket bevisede dens holdbarhed.
Professor Davide Mattia fra Bath’s Center for Integrated Materials, Processes and Structures, medforfatter til forskningsdokumentet. Han sagde, “Kemiske separationer forbruger 10% –15% af verdens energi, og membraner betragtes som den mest lovende teknologi til dramatisk at reducere kulstofaftrykket for disse vitale processer.
“Som sådan har fokus altid været på at forbedre membranpræstation, med lidt opmærksomhed rettet mod virkningen af deres fremstilling. Alle kommercielle membraner, der er fremstillet i dag, bruger giftige organiske opløsningsmidler og afledte materialer, især polymerer.
“Disse udsender ikke kun kulstof til fremstilling af dem, men kan heller ikke genanvendes og ender på en deponering. Den tilgang, vi udviklede, fokuserer på at fremstille membranfremstilling bæredygtig, mens den producerer en membran, der har sammenlignelig ydelse til kommercielle.”
Forskerteamet inkluderer Dr. Olawumi Sadare, Dr. Liana Zoumpouli, prof John Chew, Dr. Jannis Wenk, Dr. Bernardo Castro-Dominguez og prof Davide Mattia.
Forskerne har ansøgt om patentbeskyttelse af teknologien og tager skridt hen imod kommercialisering af membranen. Fremtidig forskning vil fokusere på yderligere test af membranens ydeevne inden for vandbehandling og i fjernelse af PFA’er for evigt kemikalier.