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Titolo: Eliminare acqua da etanolo con membrana filtrante?

Ma e' veramente possibile concentrare l'etanolo mettendolo in una
membrana filtrante che fa passare soltanto l'acqua? Che ne pensate?
 
http://www.sciencedaily.com/releases/2012/01/120126100639.htm
 

Qui un articolo in italiano da "le Scienze":
 
http://www.lescienze.it/news/2012/02/01/news/ossido_di_grafene_permeabilit_impermeabile_stagno_materiale_geim-823631/
 
 
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BlueRay


A parte il fatto del grafene, che attualmente è di moda in tutti i 
campi, esistono già membrane semipermeabili in grado di produrre etanolo 
assoluto dall'azeotropo. Il problema è quello dell'efficienza, perché 
industrialmente tu devi produrre grandi quantità in tempi brevi a bassi 
costi, tanto che attualmente il metodo industriale più utilizzato è 
quello della distillazione frazionata rompendo l'azetropo con l'aggiunta 
di benzene.
Se il grafene permette di avere una membrana più efficiente ben venga, 
ma credo che alla fine tutto vada valutato in relazione all'economia di 
scala.
 
-- 
Saluti
VITRIOL

Il 22/02/2012 13:49, BlueRay ha scritto:

su come sia esattamente fatto l' "ossido di grafene", che 
poi sembrerebbe un idrossido, non ho una idea precisa.
 
Me lo immagino come il monofluoruro di carbonio (un 
intercalare di fluoro in grafite, a foglio pieghettato), con 
OH al posto di F. Però viene detto che c'è solo un certo 
numero di "molecole" (molecole ??? perché non gruppi 
funzionali ?) disposte a caso sul foglio, dal che presumo 
che non è stechiometrico ed è ancora insaturo.
 
Il grafene completamente insaturo sembra molto impermeabile 
a causa dell'interdizione di VanDerWaals degli elettroni 
pigreco, che rendono il foro disponibile al centro esagono 
più stretto delle dimensioni geometriche dello stesso.
Saturare (anche in parte) i legami pigreco delocalizzati, 
potrebbe creare un certo ingombro (ed una "pelle polare") 
sopra e sotto il piano, ma rendere un po' meno strette le 
maglie.
In linea di principio è più che possibile che una doppia 
selezione (di adesione o adsorbimento, da parte degli -OH 
esposti, e dimensionale, sul diametro del foro) crei una 
forte selettività. L'etanolo è apprezzabilmente più grande 
dell'acqua.
Mi aspetterei invece una possibilità di permeazione, oltre 
che con acqua, anche con NH3, HF, HCN (forse anche con 
cianogeno, acetilene e suo mono e difluoruro, sebbene questi 
non diano validi legami H e siano svantaggiati 
nell'adsorbimento, è solo aguzzo).
 
Circa lo scavalco, sarebbe anche interessante capire se 
l'acqua passa di là INTERA o in pezzi disgiunti (protoni ed 
ossido indipendentemente).
Penso a meccanismi simili alla conducibilità piuttosto alta 
delle soluzioni congelate di acido fosforico anidro, in 
presenza di solvoacido o solvobase catalitici, nonché al 
meccanismo di conduzione ionica atipico del protone e 
dell'ossidrilione anche in acqua liquida (entrambi gli ioni 
spuntano valori di conduttanza a diluizione infinita 
notevolmente superiori a tutti gli altri ioni, perché 
viaggiano attraverso vibrazioni e non spostandosi fisicamente.
E' difficile dire esattamente come passi una H2O attraverso 
una maglia stretta contornata da uno o più gruppi ossidrilici.
 
Quanto alla selettività elevata, anche nelle nostre cellule 
possediamo dei canali ionici molto selettivi (strutture 
molto grosse che attraversano la membrana, e filtrano spesso 
ANCHE sulla base dimensionale ... inoltre filtrare ioni 
idrati è più difficile, perché non hanno una dimensione 
tanto ben definita)
 
Cmq, sono molto speranzoso.
Si avvicina l'implementazione di un processo 
energy-effective analogo all'osmosi inversa.
Oggi a parte il congelamento dove fa freddo naturalmente, 
l'osmosi inversa ha soppiantato quasi tutte le altre 
tecnologie di dissalazione. Non mi scandalizzerebbe se si 
separasse l'alcool : cambia solo che nella prima butti i 
sali, qui butti l'acqua.
Poi bisogna vedere quando riusciranno a supportare le 
membrane su supporti robusti per sostenere le pressioni 
richieste
 
grazie del link
Soviet
 


P.S.
 
Chissà come mai dalla traduzione mi ero fatto ingannare.
Leggendo il pur brevissimo abstract originale a
http://www.sciencemag.org/content/335/6067/442
 
ho invece inteso che il grafene non verrebbe PENETRATO 
ortogonalmente, ossia l'acqua non sembrerebbe passare 
attraverso i fori, ma da quanto si legge passerebbe 
TANGENZIALMENTE ai fogli stessi adiacenti (stacked uno 
sull'altro).
 
Ora salvo riscontrare una sorta di somiglianza 2D con la 
risalita dell'acqua nei fasci vascolari 1D delle piante, un 
punto però mi sfugge : se lo strato d'acqua scorre solo 
tangenzialmente alla superficie, ed assunto che i margini di 
sfogo siano limitati a piccole fessure (tipo le zone di 
subsidenza tra le placche) dove un foglio si sovrappone ad 
un altro, e quindi solo una piccola frazione della 
superficie sarebbe attiva all'evaporazione, come spiegare 
un'evaporazione molto rapida ?
Questo non lo intuisco, e non ho accesso al testo esteso 
(sempreché lì sia spiegato).
 
Non so se mi sono spiegato io, ma faccio un paragone "macro" 
che ho toccato con mano.
 
Spesso impilo dei teloni di PE trasparente, bagnati o dalla 
rugiada o da piogge, in vari strati. Ma non sono di 
dimensioni uguali e cmq quando li piego succede anche che 
dei bordi finiscano coperti da zone mediane di altri strati.
Ora li dentro, se inclini i teloni, l'acqua scorre 
velocissima capillarmente. Infatti si bagnano in fretta 
anche dentro sti dannati
Ma quando viene il sole, il vapore sfoga lentissimo, perché 
riesce a sfiatare soltanto ai margini liberi, che sono una 
percentuale esigua.
Quindi non capisco bene questo grande flusso di vapore se 
non attraverso lo strato di grafene singolo (e se passa 
quello singolo, perché ipotizzare lo scorrimento tangenziale 
? Che bisogno c'è ? Boh. Non dico eh che non possa avvenire, 
anzi, è plausibile. Ma è necessario a spiegare la permeazione ?)
 
riciao
Soviet


 un'evaporazione molto rapida ?
 
Io non sono tanto convinto che si sia in presenza di fenomeni diversi 
dai classici fenomeni di membrana, principalmente la pervaporazione.
 
-- 
Saluti
VITRIOL

 non ho mai sentito questa parola, hai voglia di spiegarla ?
 
E' il processo di membrana responsabile (tra l'altro) della rottura 
degli azeotropi:
 
http://en.wikipedia.org/wiki/Pervaporation
 
 
-- 
Saluti
VITRIOL

 Leggendo il pur brevissimo abstract originale ahttp://
www.sciencemag.org/content/335/6067/442
 

Per quello che credo di aver capito, il flusso di vapore e' grande
rispetto ad una analoga pellicola che non fa passare ne' liquidi ne'
gas, in quanto in sostanza e' come se la pellicola non ci fosse
proprio, relativamente alla sola acqua; mi sembra che intendano che il
grafene ossido faccia passare l'acqua in strati monomolecolari, quindi
dire che in tal caso l'acqua e' "liquida" o allo stato di "vapore" mi
sembra parecchio azzardato...
 
--
cometa_luminosa

 cometa_luminosa
 
 

 alcoolici senza distillare e rettificare
 
Piu' che altro sarebbe utile per l'utilizzo dell'etanolo come
combustibile sostitutivo (in parte) della benzina perche' sembra che
una delle maggiori problematiche economiche risieda nell'elevata
energia richiesta per la distillazione del fermentato alcoolico.
 
--
cometa_luminosa