Biến chai nhựa bỏ đi thành màng lọc hóa chất

Trong một thế giới dường bị nhấn chìm trong chai nhựa, việc tái chế phế thải này thành các vật liệu hữu ích sẽ làm giảm tác động đến môi trường. Các nhà nghiên cứu của Đại học Khoa học và Công nghệ Nhà vua Abdullah (KAUST) ở Ả Rập Saudi đã sáng chế ra cách biến chai nhựa thành màng xốp có thể sử dụng làm bộ lọc phân tử trong công nghiệp hóa chất.

Biến chai nhựa bỏ đi thành màng lọc hóa chất
Bruno Pulido kiểm tra hiệu quả của màng tổng hợp.

Xấp xỉ 40% năng lượng của ngành công nghiệp hóa chất được sử dụng để phân tách và tinh chế hóa chất trong các quy trình xử lý nhiệt, như chưng cất và kết tinh. Việc sử dụng màng xốp để tách các phân tử khỏi các chất lỏng có thể làm giảm đáng kể mức tiêu thụ năng lượng đó. Nhưng hầu hết các màng thông thường không đủ mạnh để chịu được dung môi sử dụng trong công nghiệp, trong khi màng gốm thay thế lại đắt đỏ.

Biến chai nhựa bỏ đi thành màng lọc hóa chất
Hình ảnh kính hiển vi điện tử của các lỗ rỗng của một chai PET (trái) và của màng lọc (phải).

Loading...

Nhóm nghiên cứu KAUST đã chuyển hướng sang tái chế nhựa PET để làm màng lọc. “PET là một công cụ cơ học và hóa học mạnh mẽ, có ích cho các quá trình lọc và tinh chế đòi hỏi phải khử trùng hoặc làm sạch bằng axit hoặc chất tẩy trắng”, Bruno Pulido, một nghiên cứu sinh tiến sĩ, cho biết.

Năm 2016, sản lượng nhựa toàn cầu đạt 50 triệu tấn, chiếm khoảng 9% tổng sản lượng nhựa. Khoảng 30% nhựa PET được sử dụng trong ngành công nghiệp thực phẩm, bao gồm cả chai nhựa sử dụng một lần. PET thường được tái chế thành các sản phẩm có giá trị thấp hơn, như vải quần áo, do đó, việc chuyển đổi nó thành màng lọc có giá trị cao hơn có thể tạo động lực kinh tế mạnh mẽ để cải thiện tỷ lệ tái chế.

Để tạo màng lọc, các nhà nghiên cứu đã hòa tan PET và sau đó sử dụng dung môi để tạo ra chất rắn PET một lần nữa, và ở lần này nhựa PET mang hình dạng của màng lọc, thay vì hình dạng chai.

Nhóm nghiên cứu đã thử nghiệm hàng loạt các điều kiện và dung môi xử lý khác nhau và sử dụng chất phụ gia poly (ethylene glycol - PEG) để giúp hình thành lỗ rỗng trong màng PET. Thay đổi độ đặc và kích thước của các phân tử PEG đã giúp kiểm soát số lượng và kích thước lỗ rỗng trong màng, và theo cách đó điều chỉnh các đặc tính lọc của nó.

Biến chai nhựa bỏ đi thành màng lọc hóa chất
Chế tạo màng tổng hợp polymer.

Sau khi tối ưu hóa quá trình này, nhóm nghiên cứu đã thử nghiệm và kết quả là chất lỏng dễ dàng chảy qua màng và chúng phân tách các phân tử có kích thước khác nhau một cách chính xác. Các màng tốt nhất có kích thước lỗ rộng từ 35 đến 100 nanomet, với các lỗ rỗng chiếm tới 10% diện tích của màng; chúng cũng hoạt động tốt ở 100 độ C.

Nhà khoa học Pulido cho rằng các màng này có thể được sử dụng như một sự hỗ trợ cho các lớp mỏng của các vật liệu lọc khác, chẳng hạn như các màng được thấy trong màng thẩm thấu ngược. “Chúng tôi cũng đang nghiên cứu phát triển sợi rỗng PET, một loại màng có lợi thế hơn so với màng phẳng”, ông nói thêm.

Công trình nghiên cứu của họ đã được đăng trên ấn phẩm điện tử ACS Applied Polymer Materials của Hiệp hội Hóa học Mỹ.

Loading...
TIN CŨ HƠN
Các nhà khoa học tạo ra thủy tinh dẻo, chỉ có thể uốn cong chứ không thể vỡ

Các nhà khoa học tạo ra thủy tinh dẻo, chỉ có thể uốn cong chứ không thể vỡ

Một vật liệu thủy tinh mới, được phát triển bởi nhà nghiên cứu Erkka Frankberg và các đồng nghiệp tại Đại học Tampere Phần Lan, bây giờ, dường như đã đạt tới một độ dẻo tương tự như kim loại ở nhiệt độ phòng. Điều này có nghĩa là loại thủy tinh này không thể bị vỡ, mà chỉ có thể bị uốn cong như b

Đăng ngày: 28/11/2019
Giải pháp ứng phó thiên tai của tương lai: Một container

Giải pháp ứng phó thiên tai của tương lai: Một container "chứa đủ điện" cho 3 hộ gia đình cùng dùng

CEO của Boxpower, Angelo Campus tin rằng hệ thống này sẽ sớm có mặt trên mọi miền nước Mỹ cũng như trên toàn thế giới.

Đăng ngày: 26/11/2019
Trung Quốc chế cánh tay robot để tăng tốc chương trình không gian

Trung Quốc chế cánh tay robot để tăng tốc chương trình không gian

Cánh tay robot mới do Trung Quốc chế tạo được trang bị các cảm biến tinh vi cùng động cơ mới cho phép hoạt động chính xác và êm như tay người, giúp tăng tốc độ chế tạo vệ tinh.

Đăng ngày: 26/11/2019
Các nhà nghiên cứu tự chế chiếc ô tô tí hon để dạy loài chuột lái xe

Các nhà nghiên cứu tự chế chiếc ô tô tí hon để dạy loài chuột lái xe

Đây là một thí nghiệm nhằm mục đích tìm hiểu xem não bộ loài chuột tiết ra chất giảm stress như thế nào, để từ đó có thể móc nối sang con người.

Đăng ngày: 26/11/2019
Google đạt được bước tiến trong huấn luyện robot văn phòng

Google đạt được bước tiến trong huấn luyện robot văn phòng

Google mới đây đã thông báo đạt được bước tiến trong đào tạo robot khi huấn luyện thành công các robot văn phòng phân loại rác và các vật phẩm nên tái chế.

Đăng ngày: 26/11/2019
Mẫu drone sử dụng nhiên liệu hydro này sẽ là tương lai của ngành vận tải hàng không

Mẫu drone sử dụng nhiên liệu hydro này sẽ là tương lai của ngành vận tải hàng không

Với thời gian bay có thể lên tới hàng tiếng đồng hồ, drone chạy nhiên liệu hydro được kỳ vọng sẽ giúp ích rất nhiều cho hoạt động vận tải hàng không, y tế và quân sự.

Đăng ngày: 26/11/2019
Thiết bị chống ồn cho chó nghiệp vụ của quân đội Mỹ

Thiết bị chống ồn cho chó nghiệp vụ của quân đội Mỹ

Thiết kế dưới dạng khăn quấn đầu, thiết bị có thể lọc tiếng ồn, bảo vệ thính giác những chú chó trong chiến đấu.

Đăng ngày: 25/11/2019
Tiêu điểm
Khoa Học News