La separación de hidrocarburos es un paso fundamental en la industria petrolera, que actualmente se basa principalmente en tecnologías de fraccionamiento de alto consumo energético. La tecnología de membranas de nanofiltración/osmosis inversa impulsada por presión muestra un enorme potencial en la separación de hidrocarburos, ya que su proceso de separación no implica cambios de fase gas-líquido, lo que puede reducir significativamente el consumo de energía, teniendo gran importancia para la transformación de procesos bajos en carbono en la industria petroquímica. Las membranas asimétricas de poliimida (PI) preparadas por el método convencional de cambio de fase presentan un buen potencial de aplicación en la separación de hidrocarburos líquidos, pero su selectividad y resistencia frente a moléculas de hidrocarburos aún son insuficientes. Para resolver estos problemas, se realizó una remodelación estructural inducida térmicamente en membranas asimétricas de PI, descubriendo una reacción termoquímica entre las cadenas moleculares de PI que forma una red de entrecruzamiento entre cadenas, y el efecto de relajación de segmentos a alta temperatura provoca la contracción de los poros y la compactación de la capa cortical, mejorando así eficazmente la selectividad y la resistencia de las membranas PI frente a hidrocarburos. Investigaciones adicionales mostraron que el proceso de remodelación térmica de las membranas PI presenta un efecto auto-limitante. Con una tasa de calentamiento más baja, la reacción térmica de apertura del anillo imida ocurre completamente, y la red de entrecruzamiento formada inhibe eficazmente la relajación de las cadenas moleculares, limitando el cierre de los poros de la membrana. Este efecto auto-limitante permite obtener una capa selectiva ultrafina y altamente entrecruzada, mejorando significativamente la permeabilidad y el factor de separación de mezclas de hidrocarburos de las membranas PI. Para membranas asimétricas de PI remodeladas térmicamente a 330 y 340 ℃, la permeabilidad al tolueno puro es de 0,51 y 0,10 L m-2 h-1 bar-1 respectivamente, y el factor de separación de tolueno con 1,3,5-triisopropilbenceno (204 Da) alcanza 11,6 y 26,4, llegando a niveles avanzados reportados actualmente, mostrando además una excelente estabilidad a largo plazo y logrando con éxito una separación eficiente del petróleo crudo simulado.

poliimida, membrana asimétrica, remodelado térmico, separación de hidrocarburos