L’Istituto di Nanoscienza di Aragón a Saragozza ha a sua disposizione stufe sottovuoto Memmert che applica nella sua ricerca, in particolare nello sviluppo di una membrana polimerica con migliorate permeabilità e selettività.
La separazione del gas è un aspetto essenziale all’avanguardia tecnologica ambientale
Una crescente presa di coscienza nel campo ambientale offre all’industria della tecnologia ambientale sempre più opportunità di crescita attraverso lo sviluppo e l’implementazione di tecnologie innovative. Un esempio è la membrana polimerica, utilizzata per la separazione dei materiali e per la microfiltrazione. A seconda della sua struttura, consente al gas o all’acqua di permeare da un lato o permette solo a determinate microparticelle o materiali organici di passare. I campi di applicazione includono il trattamento del biogas attraverso la separazione del CO2 o la desalinizzazione dell’acqua di mare a basso consumo energetico. La membrana polimerica ha attirato molta attenzione come componente centrale della cella a combustibile, dove non solo è responsabile della separazione dei gas, ma funge anche da elettrolita per la conduzione dei protoni. Molti istituti universitari e istituti di ricerca industriale in tutto il mondo si dedicano al compito di produrre questi componenti a costi più bassi, migliorando nel contempo le proprietà essenziali in termini di resistenza alla temperatura, permeabilità ai gas e selettività per specifici gas. Uno di essi è l’Istituto di Nanoscienze di Aragón dell’Università di Saragozza, che riunisce rinomati esperti nei settori della Nanobiomedicina, dei Materiali Nanostrutturati e della Fisica dei Nanosistemi provenienti da tutto il mondo.
Essiccazione e degasaggio della stufa sottovuoto
Un progetto di ricerca dell’INA ha affrontato lo sviluppo di una membrana composita con polisulfone, una plastica resistente alle alte temperature, come matrice polimerica e particelle di silice sferica ordinata (SiO2) come riempitivo. La morfologia e l’omogeneità della distribuzione delle particelle nella membrana sono state esaminate a diverse concentrazioni, così come le proprietà a diverse proporzioni di peso delle particelle di silice sferica. Lo spessore della membrana varia da 75 a 100 µm e le particelle di silice hanno un diametro di circa 3-4 µm. Il vuoto è necessario due volte per durante la procedura sperimentale. Da un lato, il polisulfone deve essere essiccato sottovuoto per quattro ore a 100 °C prima di essere combinato con il riempitivo, dall’altro i film di membrana che sono stati essiccati a temperatura ambiente vengono degassati nella stufa di essiccazione sottovuoto a 10 mbar e 100 °C per un giorno per rimuovere il solvente residuo dalla produzione del polimero.
I risultati: Riduzione della percentuale di riempitivo per una migliore permeabilità e selettività
La produzione delle membrane è stata seguita da numerose indagini con microscopia elettronica a scansione, termogravimetria, spettroscopia infrarossa e raggi X, prove di resistenza meccanica e misurazioni della permeabilità. È stato osservato che la proporzione di polisulfone e silice può essere mantenuta bassa, sebbene la permeabilità e la selettività ai gas può essere migliorate. La pubblicazione completa è disponibile su ACS Publications. Un ringraziamento speciale va al Prof. Joaquín Coronas e al Dr. Carlos Téllez dell’Università di Saragozza per il loro supporto nella stesura di questa relazione di applicazione.
