“这是一种设想分离过程的全新方式,”麻省理工学院化学工程副教授扎卡里·P·史密斯说。他强调了基于形状和大小而非沸腾来分离成分的潜力。
在美国,麻省理工学院的工程师们取得了一项突破性进展,他们创造了一种能够按分子大小过滤原油成分的膜。这项创新在《科学》杂志上发表,有望大幅减少能源密集型的原油分馏过程,该过程目前约占全球二氧化碳排放量的6%。
这种新型膜能有效地分离重油和轻油成分,并能抵抗膨胀,这是其他油分离膜的常见问题。它被制成薄膜,可以使用现有的工业技术制造,为广泛采用铺平了道路。
传统的以热驱动的石油分馏消耗了全球约1%的能源。使用膜可以将能源消耗减少约90%。麻省理工学院的研究团队改进了反渗透海水淡化中使用的聚合物,使其适应碳氢化合物的分离。
这种改进后的膜使用亚胺键,比海水淡化膜中的酰胺键更坚硬和疏水。这使得碳氢化合物能够快速通过,而不会引起膨胀。引入三联苯进一步细化了碳氢化合物通过的孔径。
伦敦玛丽女王大学化学工程教授安德鲁·利文斯顿称其为“朝着减少工业能源消耗迈出的重要一步”。他强调了其界面聚合在碳氢化合物原料中的创新应用。
在测试中,与原始混合物相比,该膜实现了甲苯浓度提高20倍。它还能有效地按分子大小分离石脑油、煤油和柴油。研究人员设想使用一系列这样的过滤器来提纯复杂的混合物并分离出所需的化学物质。
麻省理工学院前博士后李泰勋指出,界面聚合已经用于海水淡化膜。这使得改造现有的生产线以进行大规模生产成为可能,从而可能彻底改变原油加工。