Superwetting membrane-based strategy for high-flux enrichment of ethanol from ethanol/water mixture.
Superwetting membrane-based strategy for high-flux enrichment of ethanol from ethanol/water mixture.
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基于超润湿膜的策略用于从乙醇/水混合物中高通量富集乙醇
DOI：
10.3389/fchem.2022.1037828
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发表时间：
2022
影响因子：
5.5
通讯作者：
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
乙醇可以从发酵的植物材料中规模化生产，是汽油作为下一代液体燃料的有希望的候选者。作为蒸馏的节能替代方案，已经开发了基于膜的策略，包括渗透蒸发和反渗透，以从发酵液中回收乙醇。然而，这些方法具有分离通量低的缺点。在此，我们报告了一个超湿膜系统，以富集乙醇从水中以高通量的方式。通过协同调节固体多孔膜的表面能和添加剂无机钾盐与水之间的水合作用，浓乙醇可以快速润湿和渗透多孔膜，盐溶液被阻挡。使用这种新开发的超湿膜系统，我们可以实现快速富集乙醇从水中，与渗透蒸发和反渗透膜的通量高两个数量级。
Ethanol, which can be scalable produced from fermented plant materials, is a promising candidate to gasoline as the next-generation liquid fuel. As an energy-efficient alternative to distillation, membrane-based strategies including pervaporation and reverse osmosis have been developed to recover ethanol from fermentation broths. However, these approaches suffer the drawback of low separation flux. Herein, we report a superwetting membrane system to enrich ethanol from water in a high-flux manner. By synergistically regulating surface energy of the solid porous membrane and hydration between an additive inorganic potassium salt and water, concentrated ethanol can rapidly wetting and permeate the porous membrane, with the salt solution being blocked. Using this newly developed superwetting membrane system, we can achieve fast enrichment of ethanol from water, with flux of two orders magnitude higher than that of pervaporation and reverse osmosis membranes.
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