近日，颜海洋教授团队和中科大功能膜研究室徐铜文教授团队应邀在《Membranes》（中科院三区，IF=4.562）发表了题为“Bipolar Membrane Electrodialysis for Cleaner Production of Diprotic Malic Acid: Separation Mechanism and Performance Evaluation”的研究论文，https://doi.org/10.3390/membranes13020197。
苹果酸是一种四碳二羧酸，是生物体葡萄糖代谢过程中的重要中间体之一，在食品和制药行业皆具有广泛的应用。在工业上，苹果酸的制备一般以延胡索酸为底物进行酶促反应，经过发酵，过滤后可获得苹果酸盐（苹果酸钠或苹果酸钾），再通过酸化工艺制备出苹果酸，该工艺中需使用大量无机酸，不仅增加了生产成本，同时工艺过程会产生大量的高盐废水。
双极膜电渗析（BMED）技术是一种非常有前景的有机酸生产技术，借助双极膜水解离和阴阳离子膜对有机酸根阴离子和无机阳离子的高选择性，可以将有机酸盐高效转化为相对应的有机酸和无机碱。本研究中，首先考察了双极膜电渗析的膜堆构型对苹果酸生产的影响，阐述了不同膜堆构型的分离机制，并通过苹果酸转化率、电流效率、能耗对双极膜电渗析的性能进行了评估；同时考察了电流密度和进料浓度对双极膜电渗析生产苹果酸性能的影响。结果表明，膜堆构型优选为BP-C构型，在优化的操作条件下（40 mA/cm2，0.50-1.00mol/L进料浓度），苹果酸转化率为73.4 ~ 76.2%、电流效率高达88.6 ~ 90.7%、能耗为0.66 ~ 0.71 kWh/kg，工艺成本低至0.58 ~ 0.59 USD/kg。并且，高浓度的副产物NaOH (~1.35 mol/L)可直接回用到上游工艺。因此，BMED是一种清洁、高效、低能耗、环保的苹果酸清洁化生产工艺。