Las membranas selectivamente permeables fabricadas con materiales renovables de origen vegetal podrían mejorar significativamente las credenciales medioambientales de la industria química. Un equipo de KAUST ha probado la viabilidad de las membranas de celulosa para demostrar que pueden limpiar eficazmente las aguas residuales.

El uso de membranas de polímero para separar mezclas es común en la desalinización, donde el agua de mar que pasa a través de las membranas se vuelve potable porque la membrana bloquea la sal. La industria química está adoptando membranas similares como un método ecológico para purificar productos o limpiar desechos. Sin embargo, las membranas se fabrican típicamente disolviendo polímeros en tóxicos, disolventes orgánicos volátiles.

Reemplazar estos solventes es un objetivo clave de la profesora Suzana Nunes de KAUST. Un posible reemplazo examinado por Nunes y su equipo son los solventes no volátiles llamados líquidos iónicos, que pueden tener un impacto medioambiental significativamente menor que los disolventes orgánicos. También pueden disolver los materiales de partida de la membrana que son difíciles de disolver en disolventes orgánicos, como la celulosa.

"La celulosa es un polímero natural abundante que puede obtenerse de plantas y bacterias, "dice DooLi Kim, un ex Ph.D. estudiante del equipo de Nunes, ahora trabaja en un postdoctorado en la Universidad de Twente en los Países Bajos. Los beneficios de la celulosa, incluyendo su sostenibilidad y estructura muy fuerte pero químicamente sintonizable, conviértalo en un material de membrana verde muy prometedor.

En su último estudio, Nunes probó la viabilidad de las membranas de celulosa, fundido a partir de líquidos iónicos, para limpiar aguas residuales aceitosas. "Las aguas residuales oleosas son uno de los mayores subproductos de las sustancias químicas, industrias petroquímica y alimentaria, "dice Sara Livazovic, también un ex Ph.D. estudiante del equipo de Nunes, que se unió a Dow Chemical después de graduarse. "En regiones como Arabia Saudita, donde las industrias del petróleo y el gas son dominantes, la eliminación máxima de aceite de las emulsiones de aceite en agua es un concepto atractivo ".

Las membranas de celulosa del equipo fueron muy efectivas para separar mezclas de aceite en agua. "Las membranas de celulosa preparadas con líquido iónico hidrófilo mostraron una eliminación de casi el 100 por ciento del petróleo crudo de las emulsiones de aceite en agua, "Dice Livazovic.

"La membrana a base de celulosa tuvo un rendimiento antiincrustante increíble, "Añade Kim. Gracias a su superficie hidrófila, menos depósitos de aceite adheridos a la membrana, y los que se adhirieron se eliminaron fácilmente.

Un obstáculo restante es el alto costo de los líquidos iónicos en comparación con los disolventes orgánicos, aunque el equipo demostró anteriormente que los líquidos iónicos se pueden recuperar hasta en un 99 por ciento mediante pasos simples como la destilación. "Si los líquidos iónicos recuperados se pueden volver a aplicar en el proceso de fabricación de la membrana, los costes de producción se reducirán y el proceso será aún más ecológico, "Dice Kim.