Мембраны для выделения из смеси газов и жидкостей альдегидов, широко используемых в фармацевтике, медицине, пищевой и парфюмерной промышленности, которые позволят снизить производственные расходы, разработали ученые Института нефтехимического синтеза им. А. В. Топчиева (ИНХС) РАН, 15 февраля сообщает портал «Научная Россия» со ссылкой на пресс-службу РНФ.

Химики ИНХС РАН создали мембрану для разделения газов и жидкостей на основе кремнийсодержащего соединения полидецилметилсилоксана (PDecMS). Он представляет собой силоксан, цепочки которого имеют децилы — «хвостики» из углеводородов. Прикрепляя к этим «хвостикам» различные химические группы, можно изменять свойства изначального вещества.

Ученые прикрепили к «хвостикам» исходного материала гидроксильные OH-группы с помощью реакции гидроксилирования, при которой происходит присоединение мономеров или полимеров, содержащих связь Si-Н, к непредельным соединениям с двойными и тройными межуглеродными связями.

Полученные полимеры послужили им основой для изготовления мембраны сложного состава. Ее толщина с учетом микрофильтрационной подложки составила около 250 мкм. При этом рабочий — селективный — слой мембраны составляет до 15 мкм.

Результаты исследования селективных характеристик таких мембран разработчики представили в статье «Влияние введения ОН-групп на газо- и жидкостно-разделительные свойства полидецилметилсилоксана», опубликованной в журнале Polymers.

Как показали исследования, добавка гидроксильных групп привела к тому, что мембрана стала высоко избирательно пропускать углекислый газ и альдегиды. Так, введение 7% OH-групп в полисилоксан позволило в восемь раз увеличить концентрацию альдегида.

Руководитель проекта, старший научный сотрудник лаборатории полимерных мембран ИНХС РАН кандидат химических наук Евгения Грушевенко рассказала:

«Разработанные в ИНХС РАН полисилоксановые мембраны показали свой потенциал применения для выделения альдегидов из смесей с олефинами. Введение в полимер мембраны ОН-групп позволило повысить ее способность к избирательному переносу СО₂ и альдегидов».

Ученые также отметили, что новые материалы с OH-группами требуют более низкую энергию активации реакции, то есть более низких температуры и давления, необходимых для транспортировки и отделения альдегидов от олефинов.

Таким образом, разработанные на основе нового материала композиционные мембраны позволят снизить затраты на разделение смеси, а также предохранят целевой продукт от побочных реакций, в том числе окисления, сделав производство альдегидов более экономичным.