Oamenii de știință descoperă noi modalități de a separa alcoolii dăunători sau nedoriți de lichide

Lichidele poroase reprezintă o clasă nouă de materiale absorbante care combină porozitatea cu fluiditatea. Aceste lichide se caracterizează prin proprietăți neobișnuite de solvatare, cum ar fi solubilități ridicate ale gazelor și selectivitatea în funcție de formă și dimensiune, ce nu sunt posibile pentru lichidele convenționale. În contrast cu solidele poroase, fluiditatea lor permite circularea în procese continue de flux. Printre lichidele poroase, Tipul 3 este cel mai avansat în ceea ce privește aplicațiile potențiale. Acestea constau din particule de materiale microporoase, cum ar fi MOF-uri sau zeoliți, dispersate într-o fază lichidă purtătoare, din care moleculele sunt excluse din cauza dimensiunii sau imposibilității de absorbție.
Până în prezent, principalul domeniu de aplicare al lichidelor poroase a fost separarea amestecurilor de gaze. Cu toate acestea, capacitatea de a separa amestecuri de lichide miscibile este, de asemenea, esențială în industrie. Metodele de separare variază în funcție de proprietățile chimice și fizice ale constituientilor. Un exemplu notabil este monoetilenglicolul, o substanță chimică de bază utilizată la scară largă în producția de poliester și rășini PET, precum și în fluidele de răcire și dezghețare. Monoetilenglicolu este adesea prezent în soluții apoase ca deșeu, iar separarea sa de apă prin distilare este intensivă energetic datorită punctului său ridicat de fierbere și capacității mari de încălzire a apei.

Studiul de la Universitatea din Birmingham demonstrează cum lichidele poroase pot fi adaptate pentru separarea lichidelor miscibile, utilizând amestecuri de monoetilenglicol/apă și etanol/apă ca dovadă de principiu. S-a explorat posibilitatea de a folosi diferențele de hidrofobie între apă și monoetilenglicol, unde un lichid poros bazat pe un solid poros hidrofob într-un lichid purtător adecvat ar putea absorbi preferențial monoetilenglicolul în locul apei. De exemplu, ZIF-8, un cadru metalo-organic cu porozitate ridicată, a fost evaluat pentru absorbția monoetilenglicoluului, având în vedere proprietățile sale hidrofobe. În ciuda faptului că ZIF-8 nu a fost raportat anterior că ar absorbi monoetilenglicolu în stare lichidă, experimentele noastre indică o absorbție selectivă a monoetilenglicolului în comparație cu apa.

Pentru a îmbunătăți separarea, cercetătorii au investigat utilizarea unei bariere permeabile în timpul extracției pentru a preveni amestecul fizic între lichidele poroase și faza apoasă. Experimentele de absorbție au fost monitorizate folosind spectroscopia NMR, indicând o absorbție selectivă a monoetilenglicolului în lichidele poroase. Rezultatele sugerează că componenta solidă din aceste lichide poroase domină în ceea ce privește absorbția de monoetilenglicol, în ciuda prezenței unei faze lichide purtătoare.

În concluzie, acest studiu introduce separarea lichidelor miscibile ca o nouă aplicație viabilă pentru lichidele poroase. Deși absorbția în aceste experimente de probă este modestă, se așteaptă ca niveluri mai mari de separare să fie realizate când sunt aplicate în procese continue de flux. Compoziția ajustabilă a lichidelor poroase de Tipul 3 sugerează că acestea pot fi personalizate pentru a se potrivi cu diverse sisteme de separare lichid-lichid.

sursa: Science Daily