有价值的酸从农业废弃物利用水净化方法

运往垃圾填埋场,农业废弃物含有碳源,可用于生产高价值的化合物,如p-coumaric酸,用于生产药品。去电离子,使用离子交换膜的分离方法,是一种捕捉酸和其他有用的组件。然而,获取大量规模,必须改进方法。

佩恩国家主导的一个研究小组发明了一种新的离子交换膜晶片总成,极大地提高了去电离子的捕获能力p-coumaric酸从液体混合物在使用更少能源和省钱。研究人员在ACS可持续化学工程杂志上发表了他们的结果。他们的文章还被选为《华尔街日报》1月23日的封面。

第一个商业化净化的水,去电离子被用来捕捉有价值的组件从近年来废物流。在这个过程中,液体混合物流是美联储通过一堆一些离子交换膜和树脂片,像一块海绵,与聚合物粘合在一起。当电力应用,离子液体通过堆栈,和p-coumaric酸分离浓缩过程流,它可以收集。

“以改善过程中,我们必须改进树脂薄片,“说通讯作者克里斯•arg宾夕法尼亚州立大学化学工程的副教授。“以前,膜将三明治树脂薄片与聚乙烯胶海绵,目前工业用树脂的胶,但这导致了膜和树脂薄片之间的接触不良。我们取代聚乙烯imidazolium离聚物,一种聚合物,粘一个imidazolium膜的树脂薄片。”

通过粘合膜晶片,研究人员所需的膜减少了30%,减少电极电离作用单元的成本。之间的新的设计也减少了界面阻力膜晶片,相同的膜和粘结剂化学粘合在一起而不是坐在上面和下面的空气间隙的海绵。减少阻力导致捕获p-coumaric酸率增加,允许研究人员使用一个更小的单位。

“我们知道这种新材料是捕获更多p-coumaric酸,但我们都不知道为什么,”参数。“我们的合作者Revati Kumar开始模拟时找出为什么它更好。”

Kumar化学副教授路易斯安那州立大学,发现imidazolium增加p-coumaric酸的溶解性和热刺快材料中的扩散。

“相乘,溶解度和扩散渗透,或我们如何快速消除酸旅行穿过膜树脂薄片网络集中舱,“arg说。

参数相比,渗透速率的旅行者通过机场安检线。随着更多的安检,更多的人可以通过线移动,增加线的渗透率。

渗透率的增加,因此,降低的机会p-coumaric酸结合膜树脂薄片材料,称为污染,而不是跨膜。

“imidazolium膜树脂薄片组装促进p-coumaric酸通过细胞膜的流动,这是一个问题,当其他材料,如聚乙烯,,“arg说。

以当前的树脂薄片配置为基准时,新的膜配置和材料导致增加了七倍p-courmaric酸捕获在能源使用减少70%的情况,根据研究人员。新的组件也减少膜的用量在这个过程中,导致显著的成本节约。

参考:约旦ML, Kokoszka G, Gallage小姐香港,等。综合离子交换膜树脂薄片组件芳香族有机酸分离使用电极电离作用。ACS可持续化学英格。2023;11 (3):945 - 956。doi:10.1021 / acssuschemeng.2c05255

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