К следующему поколению устойчивых мембран на основе принципов зелёной химии

Мембранные технологии для крупномасштабного применения широко внедряются и быстро развиваются на протяжении примерно 40 лет. Однако при рассмотрении всего их жизненного цикла выявляются аспекты, характеризующиеся низкой устойчивостью, поэтому данную отрасль нельзя считать экологичной. В производстве мембран в качестве исходных материалов преимущественно используются небиоразлагаемые полимеры на основе нефтяного сырья и опасные растворители. Поэтому эти материалы связаны с энергетическим кризисом и проблемами утилизации по окончании срока службы, а также создают риски для работников и окружающей среды. В связи с этим при получении мембран следует применять полимеры биологического происхождения и экологически безопасные растворители, заменяя ими традиционные материалы. Кроме того, сточные воды, образующиеся в процессе изготовления мембран, содержат значительное количество органических растворителей и перед сбросом должны эффективно очищаться или перерабатываться. Применение искусственного интеллекта в процессах производства и эксплуатации мембран также может существенно повысить эффективность. Наконец, большое количество отработавших мембранных элементов следует повторно использовать и восстанавливать, а не направлять на захоронение. В настоящем обзоре критически оцениваются последние достижения в разработке методов повышения устойчивости мембранных технологий с особым вниманием к прогрессу в перечисленных аспектах. Кроме того, анализируется необходимость преобразований мембранной отрасли с учетом принципов циркулярной экономики.