Các nhà sản xuất hóa chất tiêu thụ khối lượng lớn năng lượng mỗi năm để tách và tinh chế nguyên liệu phục vụ sản xuất nhiều loại sản phẩm bao gồm xăng, nhựa và thực phẩm. Để giảm mức lượng năng lượng cần cho phân tách hóa chất, các nhà khoa học tại Viện Công nghệ Georgia đang nghiên cứu các màng tách hóa chất mà không cần đến quy trình chưng cất tiêu tốn năng lượng.

"Phần lớn hoạt động phân tách hóa chất trong các ngành công nghiệp là sử dụng các hệ thống nhiệt như chưng cất và do đó, chúng ta phải tiêu tốn mức năng lượng lớn cho các quá trình phân tách này, tương đương từ 10 - 15% nguồn năng lượng toàn cầu”. GS. Ryan Lively, đồng tác giả nghiên cứu nói. "Quá trình phân tách hóa chất sử dụng nhiệt và sự thay đổi pha hóa học (chemical phase) sẽ tốn ít năng lượng hơn và trên thực tế có thể giảm đến 90% chi phí năng lượng".

Màng nhựa đã tách các phân tử nhất định dựa theo kích thước và những điểm khác biệt như trong khử mặn nước biển. Nhưng cho đến nay, hầu hết các màng không thể chịu được tác động của các dòng hóa chất chứa nhiều dung môi mạnh trong khi còn phải thực hiện các nhiệm vụ phân tách khó khăn.

Trong nghiên cứu mới, các nhà khoa học đã phác thảo một quy trình lấy màng polyme và đưa vào mạng lưới oxit kim loại. Màng polyme mới có khả năng chịu được dung môi tốt hơn và khả năng tách hóa học cũng được cải thiện.

Nhóm nghiên cứu đã thử nghiệm màng mới trong các hóa chất mạnh như tetrahydrofuran, dichloromethane và chloroform, dung môi hữu cơ hòa tan màng polyme tinh khiết trong vài phút. Màng polyme vẫn ổn định vài tháng trong quá trình thử nghiệm. Bên cạnh đó, các nhà khoa học cũng đã thử nghiệm tách hai hóa chất có kích thước gần như nhau. Kết quả là màng có thể phân biệt các phân tử thơm có kích thước khác nhau chỉ khoảng 0,2 nanomet.

Nghiên cứu trong tương lai về loại màng mới sẽ liên quan đến việc xem xét cách tinh chỉnh quá trình đưa oxit vào và tạo ra các loại màng có khả năng tách nhiều loại hóa chất.

Nghiên cứu đã được công bố trên tạp chí Chemistry of Materials.

N.P.D (NASATI), theo https://www.sciencedaily.com/releases/2019/07/190718150941.htm, 18/7/2019