膜有望减少分离碳氢化合物所需的能量

美国研究人员表示，他们可以将分离两种二甲苯异构体所需的能量减少95%，这两种异构体在形状上只有轻微的不同。帕拉-二甲苯是塑料制造业的重要原料，大幅削减分离异构体的能源可以为行业节省大量资金，并减少碳足迹。

瑞安活泼而且Dong-Yeun Koh来自佐治亚理工学院，与埃克森美孚公司合作，开发了一种能够反渗透转换的膜帕拉二甲苯:昊图公司-二甲苯混合物从50:50到81:19。Lively强调，反渗透避免了能源密集型的蒸发或结晶步骤。

通常在渗透作用中，液体溶剂从低浓度溶液中穿过膜，稀释另一侧的高浓度溶液。施加足够的压力可以逆转这种情况，增加浓度之间的差异。如今，反渗透技术主导着海水淡化，因为它消耗的能量大约是蒸馏过程的十分之一。

莱弗利估计，在生产特种化学品和燃料的过程中，分离和提纯消耗了大约一半的能源。他补充说，埃克森美孚曾探索过使用反渗透技术来减少这一问题，但在20世纪90年代末因挑战失败而停止。他强调说:“膜要么不能承受压力或溶剂，要么没有区分非常相似碳氢化合物的特异性。”然而，莱弗利在与埃克森美孚接洽时“相当自信”。他说，“我有锦囊妙计。”

他转向了碳分子筛(CMS)膜，这种膜已经被用于分离混合气体。它们是在几百摄氏度的高温下通过高温分解聚合物制成的。然而，莱弗利团队使用的聚偏氟乙烯(PVDF)起始聚合物纤维中微米大小的孔隙通常在热解过程中坍塌，堵塞了筛网。莱弗利的诀窍是在裂解前交联PVDF，这加强了纤维，并在其表面产生纳米大小的孔隙帕拉-二甲苯通过，但没有昊图公司二甲苯。

使用交联来防止热解过程中的孔隙损失是一种“创造性的方法”，评论道金正日Jelfs来自英国伦敦帝国学院。她补充说:“从更微观的细节上了解他们的方法是如何影响筛网结构和二甲苯分子的扩散的，这将是很有趣的。”

莱弗利承认，这项技术的采用将是缓慢的。他的团队还有很多工作要做，比如改进他们的膜生产技术，研究更复杂的混合物。即使这种方法已经准备好了，建造利用它的工厂也需要数年的时间。然而，他希望这项技术能够效仿反渗透淡化技术的稳步发展，从20世纪60年代末和70年代的首次突破，到成为黄金标准技术。