DMREF: Combinatorial Methods to Enable Rapid Prototyping of Pervaporation Membranes for Bio-Alcohol Recovery

DMREF:用于生物酒精回收的渗透汽化膜快速原型设计的组合方法

基本信息

  • 批准号:
    1335082
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 63.99万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Standard Grant
  • 财政年份:
    2013
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2013-09-01 至 2017-05-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

This Designing Materials to Revolutionize and Engineer our Future (DMREF) grant provides funding for a synergistic program of combinatorial experiments, molecular simulations, and theoretical modeling aimed at making advances in the design of pervaporation membrane materials. Pervaporation is an energy-friendly process for separation of liquid mixtures that works by preferentially transporting one of the liquid components across a selective membrane into the vapor phase on the other side. Molecular insights regarding structure-function relationships in membrane materials will be obtained by studying water-alcohol separation as the model application. The work will focus on crosslinked polyacrylate copolymer membranes that offer a high degree of tunability in chemical composition compared to traditional silicone-based membranes. High-throughput experimental screening methods consisting of matrix-based sample preparation and testing of membrane properties will be combined with molecular simulations of water and alcohol diffusion rates to quantify membrane performance. Through data-driven validation, a novel theoretical framework for membrane performance will be developed, providing predictive capabilities for rapid design of pervaporation membranes for separation applications. Pervaporation provides a cost effective alternative to the traditional energy-intensive, multi-stage distillation processes that are used for the purification of biofuels and fuel additives. This research could significantly reduce the production costs of fuels derived from renewable resources. The rapid prototyping methods to be developed will also be applicable to the design of materials for other important pervaporation applications such as desalination of water, dehydration of fuels, and removal of organics from wastewater streams. In addition to these societal benefits, the project will also have broad educational benefits through K-12 outreach activities, training of undergraduate and graduate researchers from diverse backgrounds, as well as database development for public dissemination of research findings.
这种设计材料彻底改变和设计我们的未来(DMREF)赠款,为组合实验,分子模拟和理论建模的协同计划提供了资金,旨在在泛滥膜材料设计方面提高。 Per蒸发是一种能源友好的过程,用于分离液体混合物,通过优先将一种液体成分跨越选择性膜到另一侧的蒸气相的过程。 关于膜材料中结构功能关系的分子见解将通过研究水含量分离作为模型应用来获得。 与传统的基于硅酮的膜相比,这项工作将集中于交联的聚丙烯酸酯共聚物膜,该膜具有高度可调性。 由基于基质的样品制备和膜特性测试组成的高通量实验筛选方法将与水和酒精扩散速率的分子模拟结合使用,以量化膜性能。 通过数据驱动的验证,将开发一个新型的膜性能理论框架,为分离应用的快速设计透露膜的快速设计提供了预测能力。 Per蒸发为传统的能源密集型,多阶段的蒸馏过程提供了一种经济有效的替代方法,该过程用于纯化生物燃料和燃料添加剂。这项研究可能会大大降低可再生资源衍生的燃料的生产成本。 要开发的快速原型制作方法也适用于设计其他重要的蒸发应用的材料,例如水的脱盐,燃料的脱水以及从废水流中去除有机物。 除了这些社会福利外,该项目还将通过K-12外展活动,来自不同背景的本科和研究生研究人员的培训以及数据库开发,以公开传播研究结果。

项目成果

期刊论文数量(1)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Combinatorial Methodology for Screening Selectivity in Polymeric Pervaporation Membranes
聚合物渗透蒸发膜选择性筛选的组合方法
  • DOI:
    10.1021/acscombsci.5b00006
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Godbole, Rutvik V.;Ma, Lan;Doerfert, Michael D.;Williams, Porsche;Hedden, Ronald C.
  • 通讯作者:
    Hedden, Ronald C.
{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

Ronald Hedden其他文献

Integrating smart manufacturing techniques into undergraduate education: A case study with heat exchanger
  • DOI:
    10.1016/j.compchemeng.2024.108858
  • 发表时间:
    2024-12-01
  • 期刊:
  • 影响因子:
  • 作者:
    Mrunal Sontakke;Lucky E. Yerimah;Andreas Rebmann;Sambit Ghosh;Craig Dory;Ronald Hedden;B. Wayne Bequette
  • 通讯作者:
    B. Wayne Bequette

Ronald Hedden的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('Ronald Hedden', 18)}}的其他基金

Design of a Packed-Bed, Continuous-Flow Fermentation Process Tailored for Cellulosic Ethanol Production
专为纤维素乙醇生产而设计的填充床连续流发酵工艺
  • 批准号:
    1066616
  • 财政年份:
    2011
  • 资助金额:
    $ 63.99万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Hairpin Rubber Elasticity: Molecular Basis for Cold Drawing in Smectic Elastomers
发夹橡胶弹性:近晶弹性体冷拔的分子基础
  • 批准号:
    1006815
  • 财政年份:
    2010
  • 资助金额:
    $ 63.99万
  • 项目类别:
    Standard Grant
SGER: Stress Relaxation Mechanisms in End-Linked Main-Chain Smectic Elastomers
SGER:末端连接主链近晶弹性体的应力松弛机制
  • 批准号:
    0946688
  • 财政年份:
    2009
  • 资助金额:
    $ 63.99万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
SGER: Stress Relaxation Mechanisms in End-Linked Main-Chain Smectic Elastomers
SGER:末端连接主链近晶弹性体的应力松弛机制
  • 批准号:
    0733658
  • 财政年份:
    2007
  • 资助金额:
    $ 63.99万
  • 项目类别:
    Continuing Grant

相似国自然基金

组合抛光加工ZnSe晶体的亚表面损伤演变机制及预测方法研究
  • 批准号:
    52305509
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
高转速下涡轮分子泵新型变叶列组合结构优化设计方法及抽气机理的研究
  • 批准号:
    52305240
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
混杂纤维ECC模壳式型钢高强混凝土组合柱抗震性能及设计方法研究
  • 批准号:
    52308151
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
组合弹性结构的混合有限元方法
  • 批准号:
    12301466
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
数字孪生场景语义视觉变量智能优选与自动编排组合方法
  • 批准号:
    42361072
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    32 万元
  • 项目类别:
    地区科学基金项目

相似海外基金

Conference: Combinatorial and Analytical methods in low-dimensional topology
会议:低维拓扑中的组合和分析方法
  • 批准号:
    2349401
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 63.99万
  • 项目类别:
    Standard Grant
CAREER: Novel Parallelization Frameworks for Large-Scale Network Optimization with Combinatorial Requirements: Solution Methods and Applications
职业:具有组合要求的大规模网络优化的新型并行化框架:解决方法和应用
  • 批准号:
    2338641
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 63.99万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Accelerating drug discovery via ML-guided iterative design and optimization
通过机器学习引导的迭代设计和优化加速药物发现
  • 批准号:
    10552325
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 63.99万
  • 项目类别:
Targeting HIV-specific CAR T cells to the gut for the durable remission of HIV
将 HIV 特异性 CAR T 细胞靶向肠道以实现 HIV 的持久缓解
  • 批准号:
    10527172
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 63.99万
  • 项目类别:
Protein Phosphorylation Networks in Health and Disease
健康和疾病中的蛋白质磷酸化网络
  • 批准号:
    10682983
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 63.99万
  • 项目类别:
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了