Мембраны - частично проницаемые для жидкостей и газов структуры, которые используют в химической и биологической промышленности для создания фильтров и очистки различных продуктов от примесей. Ученые разработали избирательную мембрану на базе полидецилметилсилоксана, кремнийорганического соединения, способную пропускать через себя молекулы углекислого газа, а также различных альдегидов (CHO). К их числу относятся ацетон и другие вещества, используемые в парфюмерной и фармацевтической промышленности.«Разработанные в Институте нефтехимического синтеза РАН полисилоксановые мембраны показали свой потенциал применения для выделения альдегидов из смесей с углеводородами. Введение в полимер мембраны ОН-групп позволило повысить ее способность к избирательному переносу СО2 и альдегидов», - пояснила старший научный сотрудник ИНХС РАН (Москва) Евгения Грушевенко.
Российские ученые заинтересовались тем, как с молекулами альдегидов будут взаимодействовать мембраны, состоящие из длинных молекул кремнийорганических соединений при появлении в них различных включений. В прошлом, химикам уже удавалось повысить эффективность взаимодействий мембран из подобных веществ с различными типами органики путем добавления различных модификаций в молекулы, из которых состоят подобные фильтрующие структуры. Руководствуясь подобными соображениями, Грушевенко и ее коллеги изготовили несколько вариантов мембран из полидецилметилсилоксана, одного из относительно слабо изученных кремнийорганических материалов.
Электронные изображения композитных мембран с добавлением OH-группы (a) и без нее (b). Источник: Grushevenko et al. / Polymers, 2023
Опыты показали, что введение OH-групп к углеводородным «хвостам» внутри молекул кремнийорганического соединения резко повысило проницаемость мембран для углекислого газа и различных альдегидов, но не углеводородов. В частности, введение 7% OH-групп в материал мембраны позволило в восемь раз увеличить концентрацию альдегида гептаналя по сравнению с жидкими углеводородами после прохождения их смеси через мембрану.
В дополнение к этому, ученые обнаружили, что такая модификация мембран понизила минимальные температуры и давления, при которых данные конструкции можно использовать для отделения альдегидов от побочных продуктов реакции. Это позволит упростить и удешевить производство органического сырья для химической промышленности.
Если вы хотите стать героем публикации и рассказать о своем исследовании, заполните форму на сайте РНФ
