Membranas seletivamente permeáveis ​​feitas de materiais vegetais renováveis ​​podem melhorar significativamente as credenciais ambientais da indústria química. Uma equipe da KAUST testou a viabilidade das membranas de celulose para mostrar que elas podem limpar efluentes com eficácia.

O uso de membranas de polímero para separar misturas é comum na dessalinização, onde a água do mar passou pelas membranas se torna potável porque a membrana bloqueia o sal. Membranas semelhantes estão sendo adotadas pela indústria química como um método verde para purificação de produtos ou limpeza de resíduos. Contudo, as membranas são normalmente feitas dissolvendo polímeros em substâncias tóxicas, solventes orgânicos voláteis.

Substituir esses solventes é um dos principais objetivos da Professora Suzana Nunes da KAUST. Um substituto potencial examinado por Nunes e sua equipe são solventes não voláteis chamados de líquidos iônicos, que podem ter um impacto ambiental significativamente menor do que os solventes orgânicos. Eles também podem dissolver materiais de partida de membrana que são difíceis de dissolver em solventes orgânicos, como a celulose.

"A celulose é um polímero natural abundante que pode ser proveniente de plantas e bactérias, "diz DooLi Kim, um ex-Ph.D. aluno da equipe de Nunes, agora trabalhando em um pós-doutorado na Universidade de Twente, na Holanda. Os benefícios da celulose, incluindo sua sustentabilidade e estrutura muito forte, mas quimicamente ajustável, torná-lo um material de membrana verde muito promissor.

Em seu último estudo, Nunes testou a viabilidade das membranas de celulose, fundido a partir de líquidos iônicos, para limpar águas residuais oleosas. "Águas residuais oleosas são um dos maiores subprodutos da química, indústrias petroquímicas e alimentícias, "diz Sara Livazovic, também um ex-Ph.D. aluno da equipe de Nunes, que ingressou na Dow Chemical após se formar. “Em regiões como a Arábia Saudita, onde as indústrias de petróleo e gás são dominantes, a remoção máxima de óleo das emulsões de óleo em água é um conceito atraente. "

As membranas de celulose da equipe foram muito eficazes para separar misturas de óleo em água. "As membranas de celulose preparadas com líquido iônico hidrofílico mostraram quase 100 por cento de remoção do petróleo bruto das emulsões de óleo em água, "Livazovic diz.

"A membrana à base de celulose teve um desempenho antibiofouling incrível, "Kim acrescenta. Graças à sua superfície hidrofílica, menos depósitos de óleo presos à membrana, e todos os que aderiram foram facilmente eliminados.

Um obstáculo remanescente é o alto custo dos líquidos iônicos em comparação com os solventes orgânicos - embora a equipe tenha mostrado anteriormente que os líquidos iônicos podem ser recuperados em até 99% por meio de etapas simples, como a destilação. "Se os líquidos iônicos recuperados podem ser reaplicados no processo de fabricação da membrana, os custos de produção serão reduzidos e o processo será ainda mais ecológico, "Kim diz.