阿卜杜拉国王科技大学 考斯特的科学家开发了一种超薄膜，可以使有机溶剂分离更加可持续和绿色
信用:KAUSTIvan Gromicho 专门用于从液体中分离特定分子的薄片状薄膜可以提高炼油和制药的效率
过滤有机溶剂——溶解其他物质的碳基液体，如油和醇——对于石油、化工和制药公司来说至关重要，这些公司必须始终如一地生产最纯净的产品
传统的提取技术，如蒸馏，使用大量的能源，新兴的绿色替代品，如膜，面临着其他挑战
例如，多孔材料在过滤出特定尺寸和形状的目标分子时，必须能够承受通常高活性的溶剂
在海水淡化中，一些非常有效的膜可用于从水中分离盐，但它们在分离有机溶剂中非常相似的小分子时效果不佳
由KAUST研究人员领导的一个团队使用精心制作的分子构建模块，即trianglamines，创造了一种超薄多孔膜
“你可以把它想象成乐高，”化学与环境科学与工程教授苏珊娜·努内斯解释道，“你把预制好的空心三角形组装成一个平面薄膜
“通过首先定义这些三角形分子的孔径和电荷，他们接着创造了一种可以分离不同大小和形状的分子的膜
由KAUST研究人员领导的一个团队使用精心制作的分子构件创造了一种超薄多孔膜，以提高炼油和制药的效率。
信用:KAUSTAnastasia Serin KAUST科学家开发的膜在连续使用48小时后没有变质，能够承受恶劣物质的暴露，并优于他们测试的其他膜
信用:KAUSTIvan Gromicho 膜厚度对过滤效率也至关重要
“为了更快地过滤，薄膜需要尽可能薄，以避免溶剂通过时产生不必要的阻力，”努内斯说
为了实现这一点，他们将两种主要成分(对苯二甲酰氯和预成型的三聚氰胺)分离成两种不同的不混合的流体(分别为油和水)，迫使反应仅在流体相遇的界面发生
“我们发现这形成了一层极薄的几纳米的膜，”第一作者黄铁凡说，“比普通的商业膜要薄得多
“每部电影都是在3
5和10纳米，这取决于反应持续的时间
研究小组用分子大小相似但不同的有色染料测试了它们的膜
他们所有的膜都过滤掉了至少90%的每摩尔重量超过450克的颜色分子，远远超过了他们测试的其他一些膜
“连续过滤48小时后，膜的性能没有恶化，”黄补充说
他们甚至经受住了暴露在更严酷的物质中，包括丙酮和甲醇
最上面一行:将膜切成一定尺寸，放入过滤装置中，在不同的外加压力下进行测试
最后一行:将三乙醇胺水溶液和对苯二甲酰氯己烷溶液倒入超滤膜上，制备超薄的三乙醇胺层
信用:KAUSTAnastasia Serin “药物的分子纯化可以包括许多步骤，”努内斯解释说
“像我们这样选择性更强、更坚固的膜可以简化过程，使其更具成本效益
“我们使用的机器已经广泛应用于薄膜工业，”她补充道，“因此可以很容易地扩大生产规模
" 这项研究中的膜是专门为每摩尔大约400克的分子定制的
“我们下一步将致力于构建模块的组合，这样我们就可以制造膜来选择许多不同形状和大小的分子，”努内斯说，“并最终有助于使有机溶剂分离更加可持续。”
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