Des membranes sélectivement perméables fabriquées à partir de matériaux végétaux renouvelables pourraient améliorer considérablement les références environnementales de l'industrie chimique. Une équipe KAUST a testé la viabilité des membranes en cellulose pour montrer qu'elles peuvent nettoyer efficacement les eaux usées.

L'utilisation de membranes polymères pour séparer les mélanges est courante dans le dessalement, où l'eau de mer passée à travers les membranes devient potable parce que la membrane bloque le sel. Des membranes similaires sont adoptées par l'industrie chimique comme méthode verte pour purifier les produits ou nettoyer les déchets. Cependant, les membranes sont généralement fabriquées en dissolvant des polymères dans des substances toxiques, solvants organiques volatils.

Le remplacement de ces solvants est un objectif clé du professeur KAUST Suzana Nunes. Un remplacement potentiel examiné par Nunes et son équipe sont des solvants non volatils appelés liquides ioniques, qui peuvent avoir un impact environnemental nettement inférieur à celui des solvants organiques. Ils peuvent également dissoudre des matières premières membranaires difficiles à dissoudre dans des solvants organiques, comme la cellulose.

« La cellulose est un polymère naturel abondant qui peut provenir de plantes et de bactéries, " dit DooLi Kim, un ancien Ph.D. étudiant de l'équipe de Nunes, travaille maintenant en post-doctorat à l'Université de Twente aux Pays-Bas. Les bienfaits de la cellulose, y compris sa durabilité et sa structure très solide mais chimiquement accordable, en font un matériau membranaire vert très prometteur.

Dans leur dernière étude, Nunes a testé la viabilité des membranes cellulosiques, coulé à partir de liquides ioniques, pour nettoyer les eaux usées huileuses. « Les eaux usées huileuses sont l'un des plus gros sous-produits des produits chimiques, industries pétrochimiques et alimentaires, " dit Sara Livazovic, également un ancien doctorat. étudiant de l'équipe de Nunes, qui a rejoint Dow Chemical après avoir obtenu son diplôme. « Dans des régions comme l'Arabie saoudite, où les industries du pétrole et du gaz sont dominantes, l'élimination maximale de l'huile des émulsions huile-dans-eau est un concept attrayant."

Les membranes en cellulose de l'équipe ont été très efficaces pour séparer les mélanges huile-dans-eau. "Les membranes de cellulose préparées avec un liquide ionique hydrophile ont montré une élimination de près de 100 pour cent du pétrole brut des émulsions huile-dans-eau, " dit Livazovic.

"La membrane à base de cellulose avait des performances antibiofouling incroyables, " ajoute Kim. Grâce à sa surface hydrophile, moins de dépôts d'huile collés à la membrane, et tout ce qui adhère était facilement lavé.

Un obstacle restant est le coût élevé des liquides ioniques par rapport aux solvants organiques, bien que l'équipe ait précédemment montré que les liquides ioniques peuvent être récupérés jusqu'à 99% par des étapes simples telles que la distillation. « Si les liquides ioniques récupérés peuvent être réappliqués dans le processus de fabrication de la membrane, les coûts de production seront réduits et le procédé serait encore plus respectueux de l'environnement, " dit Kim.