پشتیبانی از آلومینای چین توسط تحقیقات آکادمیک بین‌المللی تأیید شده است｜زیرلایه‌های سرامیکی متخلخل آلومینا از فناوری بالارده لیان‌یونگ‌گانگ در تحقیقات منتشرشده در مجله MDPI Membranes به‌کار رفته‌اند

گروه تحقیقاتی دانشگاه پترول و مواد معدنی کینگ فهد غشاهای ترکیبی جداسازی نفت از آب را با استفاده از سرامیک‌های آلومینای متخلخل شرکت هایبرن ساخت و یافته‌های مربوطه را منتشر کرد

اخیراً، مجله هم‌پژوهشی «غشاها» (۲۰۲۲، شماره ۱۲، صفحه ۳۹۴، DOI: 10.3390/membranes12040394) مقاله‌ای تحقیقاتی با عنوان «رویکردی ساده برای ساخت غشاهای سرامیکی ترکیبی تزئین‌شده با کربن مشتق‌شده از کاربید عملکردی‌شده برای تصفیه پساب‌های نفتی» را از سوی گروه تحقیقاتی مرکز تحقیقات بین‌رشته‌ای غشاها و امنیت آب دانشگاه پترول و مواد معدنی کینگ فهد در عربستان سعودی منتشر کرد. در بخش «مواد و روش‌ها» این مقاله به‌وضوح ذکر شده است که تمامی پایه‌های متخلخل آلومینایی مورد استفاده در آزمون‌های آزمایشگاهی از شرکت فناوری‌های لیان‌یونگ‌گانگ هایبرن محدود، لیان‌یونگ‌گانگ، چین تهیه شده‌اند.

۱. مشخصات پایه اولیه ثبت‌شده در نسخه اصلی مقاله (استخراج‌شده از بخش ۲.۱ مواد)

همهٔ نمونه‌های غشایی ساخته‌شده در این پژوهش به‌صورت یکنواخت از زیرلایه‌های سرامیکی آلومینای متخلخل تأمین‌شده توسط شرکت هایبرن تکنولوژی استفاده کردند که پارامترهای ثابتی داشتند: تخلخل باز ۴۵ درصد و اندازهٔ اسمی منافذ ۰٫۵ میکرون. زیرلایهٔ آلومینایی به‌عنوان اسکلت زیرین سفت و سخت غشاهای ترکیبی عمل کرد. بر اساس این زیرلایهٔ سرامیکی، تیم پژوهشی مجموعه‌ای کامل از روش‌های اصلاح شامل بارگذاری کربن مشتق‌شده از کاربید عامل‌دارشده با APTES (APTES@CDC)، تزریق پیپرازین و پلیمری‌شدن سطحی با کلرید ترفتالوئیل (TPC) را انجام داد. سه گروه غشای سرامیکی ترکیبی متفاوت با نام‌های M-50، M-100 و M-200 برای آزمون‌های جداسازی امولسیون‌های روغن در آب (O/W) پایدارشده توسط سورفکتانت ساخته شدند.

۲. سیستم آزمایشی کامل مبتنی بر زیرلایه‌های آلومینایی (تمامی داده‌ها از نتایج آزمون‌های اصلی استخراج شده‌اند)

طیف کاملی از مشخص‌سازی‌های مواد و آزمون‌های پایداری فیلتراسیون در بلندمدت با استفاده از پشتیبان‌های آلومینای شرکت هایبرن انجام شد و تمام داده‌های آزمایشی بر اساس این زیرلایه سرامیکی داخلی به‌دست آمده‌اند:

تأیید سازگاری با فرآیندهای اصلاح غشا

روش‌های مختلف شناسایی، از جمله میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM)، طیف‌سنجی پراکندگی انرژی اشعه ایکس (EDX) همراه با نقشه‌برداری عنصری، پراش اشعه ایکس (XRD) و طیف‌سنجی مادون قرمز تبدیل فوریه با بازتاب کلی تضعیف‌شده (ATR-FTIR)، تأیید کردند که زیرلایه‌های آلومینای شرکت های‌بورن می‌توانند ذرات CDC را به‌طور یکنواخت در سراسر سطح خود به‌خوبی نگه دارند. گروه‌های عاملی حاوی کربن (C)، نیتروژن (N) و سیلیسیوم (Si) به‌صورت یکنواخت در سطح زیرلایه پخش شده‌اند. باند جذبی مشخصه Al-O بدون تغییر باقی مانده است که نشان می‌دهد پشتیبان سرامیکی می‌تواند تمامی مراحل شیمیایی و حرارتی شامل پراکندگی در اتانول، اصلاح در دمای ثابت ۵۰ درجه سانتی‌گراد، پخت در دمای ۶۰ درجه سانتی‌گراد و شست‌وشو با n-هگزان را تحمل کند. هیچ واکنش جانبی‌ای بین زیرلایه آلومینا و اصلاح‌کننده‌های آلی مانند APTES، پیپرازین و TPC رخ نداده است؛ بنابراین آلودگی زیرلایه که می‌تواند بر دقت داده‌های آزمایشی تأثیر بگذارد، از بین رفته است.

پایداری ساختاری در شرایط فشار عبور از غشا

سلول فیلتراسیون بدون جریان خروجی که در تمام آزمایش‌های فیلتراسیون به‌کار رفت، حداکثر فشار عبور از غشا را تا ۱٫۵ بار تحمل کرد. در طول فرآیند آزمایش، هیچ تغییر شکلی یا ترکی در زیرلایه‌های آلومینایی مشاهده نشد؛ این امر سازگاری کامل این زیرلایه‌ها با رایج‌ترین تنظیمات آزمایشگاهی فیلتراسیون بدون جریان خروجی را نشان می‌دهد. در آزمایش عملکرد بلندمدت پیوسته به مدت ۷۲۰ دقیقه، زیرلایه سرامیکی لایه فعال بالایی متشکل از پلی‌آمید و CDC را به‌صورت پایدار ثابت نگه داشت و هیچ نشت یا جداشدنی از مواد عملکردی رخ نداد.

معیارهای اعلام‌شده عملکرد جداسازی روغن از آب (داده‌های رسمی از مقاله مجله)

غشای M-50 که با ۵۰ میلی‌گرم APTES@CDC بارگذاری شده بود، در غلظت ورودی روغن ۶۷٫۵ ppm و فشار عبور از غشا ۱ بار، شار عبوری ۷۶٫۰۵ LMH (L m⁻² h⁻¹) را ارائه داد؛

غشای M-200 بالاترین کارایی جداسازی روغن را با بیش از ۹۹٫۸۸٪ ارائه کرد؛

نمونهٔ اصلی M-100 عملکرد جداسازی پایداری را در طول فیلتراسیون مداوم به مدت ۷۲۰ دقیقه حفظ کرد، با افت جزئیِ شار نفوذی، و نرخ رد روغن به‌طور ثابت در سطح ۹۹٫۸ درصد باقی ماند؛

اندازه‌گیری‌های زاویهٔ تماس تأیید کرد که غشای ترکیبی اصلاح‌شده، در هوا فوق‌آبدوست و زیر آب فوق‌روغن‌گریز است، و زیرلایهٔ آلومینا به‌عنوان یک بستر پایدار برای تنظیم خاصیت ترشوندگی سطح عمل می‌کند.

تضمین نتایج آزمایش‌های موازی قابل تکرار

آزمون‌های مقایسه‌ای بارگذاری تدریجی CDC و آزمون‌های خوراک با غلظت‌های متغیر (امولسیون‌های روغن در آب با غلظت‌های ۶۷٫۵ ppm، ۱۲۵ ppm و ۲۵۰ ppm) همگی از زیرلایه‌های آلومینای یکسانِ برند Highborn استفاده کردند. الگوهای یکسانی در داده‌های مشخصه‌یابی مواد و عملکرد فیلتراسیون در نمونه‌های موازی مشاهده شد، که این امر یکنواختی تخلخل و صافی سطحی در محصولات دسته‌جمعی سرامیک‌های آلومینای Highborn را تأیید می‌کند — شرطی ضروری برای انجام تحقیقات مقایسه‌ای قابل تکرار در آزمایشگاه‌های علمی.

۳. بیانیهٔ هدف ارزش تحقیقات علمی

این مقاله به چالش‌های درمان آب تولیدشده حاصل از استخراج میدان‌های نفتی و پساب‌های روغنی پایدارشده توسط مواد کاهندهٔ کشش سطحی می‌پردازد. در مقایسه با غشاهای اولترافیلتراسیون پلیمری و سایر سیستم‌های غشای سرامیکی، غشاهای ترکیبی مبتنی بر آلومینا مزایای جامعی از جمله بی‌واکنشی برجستهٔ حرارتی و شیمیایی، فشار عملیاتی پایین‌تر و بازده بالای رد روغن را ارائه می‌دهند. زیرلایه‌های متخلخل آلومینای شرکت هایبرن با تخلخل ۴۵ درصد و اندازهٔ منافذ ۰٫۵ میکرومتر، زیرلایه‌های حامل استاندارد و ساختاری پایداری را برای این غشای سرامیکی نوین مجهز به CDC فراهم می‌کنند و به‌عنوان اسکلت سفت و سختی ضروری برای کل سیستم غشایی جداسازی روغن از آب عمل می‌کنند.

این مقالهٔ علمی رسمی و داوری‌شده توسط همتا، که در مجلهٔ معتبر MDPI به نام Membranes منتشر شده است، اولین منبع اطلاعاتی عمومی است که به‌صورت صریح به سرامیک‌های آلومینای متخلخل تأمین‌شده توسط فناوری لیانیونگ‌گانگ هایبرن ارجاع داده است. این مقاله، پایداری ساختاری، یکنواختی بین دفعات تولید و سازگانی با اصلاحات در تمام مراحل فرآیندی سوپورت‌های آلومینای هایبرن را در ساخت غشاهای آکادمیک، فیلتراسیون فشارمحور با مدت زمان طولانی و رویه‌های چندمرحله‌ای عملکردشیمیایی به‌صورت عینی تأیید می‌کند. در آینده، فناوری هایبرن به تأمین زیرلایه‌های سرامیکی متخلخل آلومینای سفارشی‌سازی‌شده با اندازهٔ سوراخ‌های قابل تنظیم (۰٫۱ تا ۱۰ میکرومتر) و تخلخل باز قابل تنظیم (۳۰ تا ۵۵ درصد) بر اساس نیازهای تحقیقاتی آزمایشگاهی سفارشی ادامه خواهد داد و به‌طور مداوم راه‌حل‌های استاندارد داخلی زیرلایه را برای پروژه‌های تحقیقاتی جداسازی غشایی که توسط دانشگاه‌ها و مؤسسات تحقیقاتی سراسر جهان انجام می‌شود، فراهم خواهد کرد.

پروفایل شرکت

شرکت لیان‌یونگ‌گانگ های‌برن فناوری کو، لتد. تخصص خود را در پژوهش و توسعه و تولید انبوه اجزای سرامیکی متخلخل پیشرفته از جمله زیرلایه‌های آلومینای متخلخل، کاربید سیلیسیوم و زیرکونیا قرار داده است. خدمات سفارشی‌سازی شامل تنظیم اندازه منافذ (۰٫۱ تا ۱۰ میکرومتر) و تخلخل باز (۳۰ تا ۵۵ درصد) در دسترس است. محصولات ما در سناریوهای گسترده‌ای از پژوهش‌های آزمایشگاهی و نیمه‌صنعتی کاربرد دارند، از جمله جداسازی روغن و آب، ساخت زیرلایه‌های فیلتراسیون فوق‌العاده و نانوفیلتراسیون، حامل‌های کاتالیست و غشاهای سرامیکی جداسازی گاز. زیرلایه‌های سرامیکی ما به چندین کشور صادر شده و بارها در پژوهش‌های رسمی منتشرشده در مجلات بین‌المللی مورد استفاده قرار گرفته‌اند.

یادداشت انطباق

تمام توضیحات مربوط به عملکرد زیرلایه‌ها، پارامترهای آزمایشی و داده‌های جداسازی که در این خبر ذکر شده‌اند، دقیقاً از مقاله اصلی مجله Membranes سال ۲۰۲۲ استخراج شده‌اند. هیچ ادعای اغراق‌آمیز درباره عملکرد یا بیان‌های ذهنی اغراق‌آمیزی در اینجا وجود ندارد؛ تمام گفته‌ها را می‌توان با متن علمی اصلی مقایسه و تأیید کرد.

دستورالعمل ثبات اصطلاحات اصلی مجله

تمام اصطلاحات فنی حرفه‌ای این خبر دقیقاً مطابق با عبارت‌بندی به‌کاررفته در مقاله «روشی ساده برای ساخت غشاهای سرامیکی ترکیبی تزئین‌شده با کربن مشتق‌شده از کاربید، با کاربرد در تصفیه پساب‌های نفتی» استفاده شده‌اند، از جمله:

کربن مشتق‌شده از کاربید (سی‌دی‌سی)، آپتس، پیپرازین، کلرید ترفتالوئیل (تی‌پی‌سی)، پلیمریزاسیون سطحی، سلول فیلتراسیون بن‌بست، فشار عبوری از غشا، شار عبوری (لیتر بر مترمربع در ساعت)، امولسیون روغن در آب (او/وی)، امولسیون پایدارشده توسط سورفکتانت، بازده جداسازی، نرخ رد روغن، عملکرد پیوسته بلندمدت، میکروسکوپ الکترونی روبشی (سِم)، نقشه‌برداری عنصری اِد‌اکس، پراش اشعه ایکس (اکس‌آر‌دی)، اِی‌تی‌آر-اف‌تی‌آی‌آر، اُبَرآب‌دوست، اُبَرروغن‌گریز زیرآب، تخلخل باز، اندازه اسمی منافذ، آب تولیدشده، غشای اولترافیلتراسیون پلیمری، بی‌واکنشی حرارتی و شیمیایی