液体分离系统是大量现代工业应用的基础。按照惯例,要从液体混合物中分离感兴趣的化合物,会使用加热蒸发法。加热将液体转化为蒸汽以获得气体,然后收集这些气体。这个过程是昂贵的,因为需要大量的电力和广泛使用的隔热材料。此外,高温处理在许多情况下是不合适的,因为热量会对混合物的化学或生化成分产生不利影响。在制药、食品饮料和生物燃料行业尤其如此,这些行业的化合物通常需要在室温或更低的温度下进行加工。
本新加坡国立大学的发明是一种使用蒸发法分离液体混合物的系统,同时保证进入系统的液体混合物保持在室温或更低的温度下。这是通过在多孔材料中的毛细管蒸发实现的,这种多孔材料通过使用一种新型石墨烯基纳米复合涂层产生了选择性效果。这与拖拽气流的加速蒸发和传质效应相结合。
图:液相分离系统的一部分
分离过程发生在包含相变和传质单元的分离单元内。相变和传质单元由一系列涂有石墨烯基纳米复合涂层的多孔材料模块组成。液体混合物在特定的通量条件下被泵入模块,以实现相变。在外部,蒸发拖动的气流加速了相变,并将分离的蒸汽通过多孔材料拖入气流中,分别收集。
应用&优势
- 通过使用新型多孔材料和纳米复合涂层实现有效的液体分离系统。
- 在常温或低温下实现分离。
- 由于不需要加热,所以能耗低。
- 应用范围广泛,用于制药、食品和饮料到生物燃料等领域。
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