グラフェン

2020年12月1日 | スコット・ジェンキンス著

エネルギー節約の可能性のため、ろ過は熱分離法 (蒸留や蒸発など) の代替として多くの用途で研究されていますが、水の淡水化に使用されるような従来のろ過膜は、多くの場合、高温に耐えるほど堅牢ではありません。そして過酷な化学的条件。

今回、Via Separations (マサチューセッツ州サマービル、www.viaseparations.com) は、過酷な条件に耐えることができる酸化グラフェン (GO) 膜材料の製造プロセスを実証しました。 最初の商業用途では、GO 膜は非常に高い pH にさらされる紙パルプ工場での黒液の濃縮に使用されています。

木材パルプ化プロセスの副産物である黒液には、製紙中にセルロースが除去された後の木材からのリグニン、ヘミセルロース、無機物質が含まれています。 当初、黒液には約 12 ～ 15% の固形分が含まれており、黒液から有機化学物質を回収してパルプ化プロセスに戻すには、固形分 70% まで濃縮する必要があります。

Via のメンブレンは、独自の蒸着手順によって親水性支持材上にキャストされた酸化グラフェン (GO) フレークで構成されています。 結果として得られる GO フレークの足場は、科学者が GO シート間のスペースの量を操作できるようにするカスタマイズ可能な分子リンクによって結合されます。 「GO とリンケージを使用した組み立てプロセスは、さまざまな方法で実行できます」と Via エンジニアの Lauren Kovacs 氏は説明します。 「GO ケミストリーにより、さまざまな分子量の材料を分離するためのカスタマイズが可能になります。」

得られた膜は、pH 13 ～ 14 レベルで固体を分離できるほど堅牢です。 次に、膜材料を螺旋状に巻き付けて、逆浸透膜の構成と同様のモジュールを形成します。

Via のエンジニアは、2021 年初めに製紙工場に設置される黒液濃縮用のポータブル パイロット システムを構築しています。