Американские ученые усовершенствовали метод выделения полезных компонентов, в частности p-кумаровой кислоты, применяемой в фармакологии, из жидких сельскохозяйственных отходов. Они улучшили пластины для электродеионизации, при которой происходит улавливание нужных соединений из общего потока. Новый способ сделает процесс эффективнее и экономичнее. Исследование опубликовано в журнале ACS Sustainable Chemistry & Engineering.
Сельскохозяйственные отходы могут служить источником углерода, при помощи которого можно получить ценные соединения, например p-кумаровую кислоту. Ее активно применяют в фармакологии. Чтобы выделить полезные элементы, отходы подвергаются электродеионизации. Это процесс, при котором поток жидкости проходит через несколько ионообменных мембран и полимерных пластин, которые удерживаются вместе с помощью клейкого состава. Конструкция напоминает губку и работает по тому же принципу. Изначально способ использовали в промышленных масштабах для очистки воды, но позже его стали применять и для улавливания и выделения нужных компонентов из жидких отходов.
Теперь американские ученые усовершенствовали губку электродеионизации. Они изобрели новый класс пластин и ионообменных мембран, которые заметно эффективнее улавливают p-кумаровую кислоту при меньших энергозатратах.
Раньше мембраны склеивались с пластинами при помощи полиэтилена, но он обеспечивал плохой контакт между частями губки. Ученые заменили его на иономер имидазола, а также приклеили имидазолиевую мембрану сверху пластины. Благодаря этому количество необходимой мембраны сократилось на 30%, что снизило стоимость установки для электродеионизации. Новая конструкция также уменьшила сопротивление на границе между мембраной и пластиной. Это ускорило улавливание р-кумаровой кислоты и позволило исследователям использовать устройство меньшего размера.
«Пластинчатый узел, который образуется в имидазолиевой мембране, способствует прохождению р-кумаровой кислоты через мембрану. Новая конфигурация губки приводит к семикратному увеличению улавливания этой кислоты при одновременном снижении расхода энергии на 70%. Новые узлы также уменьшают количество мембраны, используемой в процессе, что приводит к значительной экономии средств», — рассказал один из авторов работы Крис Аргес из Университета Пенсильвании (США).
В ближайшее время ученые планируют запатентовать свое изобретение.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
