Una membrana de plástico reciclado ayuda a limpiar los residuos
Los biosolventes de origen vegetal permiten convertir de forma sostenible los residuos plásticos en valiosos materiales para membranas
Los residuos plásticos pueden utilizarse como materia prima para fabricar membranas porosas de alto rendimiento. Estas membranas podrían utilizarse en la industria química para separar mezclas químicas complejas de forma energéticamente eficiente o para limpiar flujos de residuos, lo que aumentaría el atractivo medioambiental del proceso.
Una membrana microporosa hidrófoba fabricada a partir de residuos plásticos podría hacer más ecológicas las separaciones químicas industriales.
© 2023 KAUST; Morgan Bennett Smith.
Según Malinalli Ramírez Martínez, estudiante de doctorado que dirigió la investigación en el grupo de Suzana Nunes en la KAUST, las membranas poliméricas podrían ser grandes aliadas para abordar muchos retos de sostenibilidad. Gracias a su estructura porosa selectivamente permeable, pueden reducir la huella ambiental de las separaciones industriales, ayudar en el tratamiento de efluentes residuales y crear acceso al agua dulce, afirma.
"Sin embargo, los métodos tradicionales de fabricación de membranas utilizan sobre todo materiales no renovables de origen fósil, lo que tiene un impacto ambiental negativo y contradice los beneficios de la sostenibilidad", afirma Ramírez Martínez.
"Queríamos llevar la sostenibilidad de las membranas poliméricas un paso más allá mediante la sustitución de algunos de los materiales convencionales utilizados para su fabricación con disolventes de base biológica y plásticos de desecho, siguiendo los principios de la economía circular y la química verde."
Los plásticos de poliolefina constituyen casi la mitad de todos los elementos desechados en los flujos de residuos plásticos. "Las poliolefinas son muy populares por su bajo coste y su gran estabilidad térmica y química", afirma Ramírez Martínez. "Las encontramos en envases de alimentos, bolsas reutilizables, botellas de champú, juguetes y muchos más productos".
Estas mismas propiedades hacen que las poliolefinas resulten atractivas para producir membranas microporosas hidrófobas para la purificación del petróleo y otros procesos industriales de depuración. "Sin embargo, los principales retos para procesar poliolefinas en membranas porosas son las altas temperaturas necesarias para disolverlas -comúnmente entre 140 y 250 grados Celsius- y la limitada gama de disolventes que pueden utilizarse, la mayoría basados en combustibles fósiles."
El equipo ha demostrado ahora que dos disolventes de origen biológico pueden mejorar significativamente la sostenibilidad de este proceso. "Descubrimos que los terpenos -disolventes renovables naturalmente abundantes derivados de la biomasa no alimentaria- podían disolver poliolefinas a sólo 130 grados centígrados", afirma Ramírez Martínez. "En segundo lugar, utilizando estos disolventes fabricamos con éxito membranas de polipropileno a partir de residuos plásticos de envases alimentarios, transformando plásticos de un solo uso en materiales de alto rendimiento".
Estas membranas demostraron su capacidad para separar las emulsiones de agua en aceite que pueden generar ciertos procesos industriales. "Los valores de rechazo y la pureza del aceite que registramos fueron comparables a los de las membranas más avanzadas de las que se tiene constancia en la bibliografía", afirma Ramírez Martínez. "Consideramos un gran logro haber demostrado que las membranas preparadas a partir de residuos plásticos pueden tener un rendimiento competitivo en comparación con las fabricadas a partir de materiales prístinos".
Nunes también señala la aplicabilidad más amplia de este trabajo. "Las poliolefinas sólo son solubles en unos pocos disolventes, como la decalina. Encontrar alternativas a los disolventes, en particular disolventes de origen biológico, es importante no sólo para la fabricación de membranas", añade.
Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.
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