Tá fhoireann taighde ó Ollscoil King Fahd do Mhianráil agus do na Fuinnseoga tar éis fabrú cuimhní composithe le scaradh ola/uisci ag baint úsáide as ceirimeach alúmanach poróise Highborn agus tá a dtuairiscí gaolmhar foilsithe.
Le déanaí, foilsíodh páipéar taighde sa iris athbhreithnithe Membranes (2022, 12, 394, DOI: 10.3390/membranes12040394) faoi an teideal A Simple Approach to Fabricate Composite Ceramic Membranes Decorated with Functionalized Carbide-Derived Carbon for Oily Wastewater Treatment ag fhoireann taighde ó an Ionad Taighde Idirmheánach do Chuimhní agus do Shábháilteacht Uisce, Ollscoil King Fahd do Mhianráil agus do na Fuinnseoga, an tSaudí Araibia. Deir an chuid Materials and Methods den pháipéar go soiléir go raibh gach taca poróise alúmanach a úsáidtear sna triailí turgnamhacha faighte ó Lianyungang Highborn Technologies Co., Ltd., Lianyungang, An tSín.
1. Sonraí bunúsacha an fho-thaobh a chuirtear isteach sa mhacánta bhunaidh (Gearrtaithe ó Chuid 2.1 Materials)
Ghlac an t-ionsamhlacha cuimhneacháin go hiomlán i staidéar seo ar shuíomhanna céirmeacha porasacha alúmanach soléir a sholáthraigh Highborn Technology, le paraiméadair shocraithe: porasacht oscailte de 45%, méid pora nóimsheanaithe de 0.5 micreon. Rinneadh úsáid as an suíomh alúmanach mar chnámh righiníochta faoi bhun na gcumascán comhshleachta. Ar an suíomh céirmeach seo, chríochnaigh an fhoireann taighde sraith iomlán oiriúnachtaí lena n-áirítear luchtú carbide-derived carbon (CDC) a bhfuil APTES air (APTES@CDC), iontráil piperazine, agus polamú idir-aghaidh le terephthaloyl chloride (TPC). Cruthaíodh trí ghrúpa de chumascáin chéirmeacha comhshleachta éagsúla, M-50, M-100 agus M-200, le haghaidh triailí scartha oil-in-water (O/W) a stiúrann surfactants.
2. Córas turgnamh iomlán tacaithe ag suíomhanna alúmanach (Tá gach sonraí luaite mar thoradh ar na triailí bunaidh)
Rinneadh raon iomlán de cháilíochtaí ábhar agus tástáilí fad-termeacha ar shocraithe an filtre ag úsáid tacaí alumina Highborn, agus gaineamh na sonraí turgnamhacha go léir bunaithe ar an mbunús céramach dúchais seo:
Fíorú Comhoiriúnachta le Proisis Athruithe na mBlaistí
D’fhéadfaí a bheith cinnte go mbaineann foirmeacha iomadúla carachtaraithe, lena n-áirítear micreascóp leictreonach scanála (SEM), speictreascópacht x-ray díspersiú fuinnimh (EDX) le mapáil eiliminteach, difrúchtadh x-ray (XRD) agus speictreascópacht infrared athsholáthairthe iomlán (ATR-FTIR), go bhfuil fo-thacairí alumina Highborn in ann páirtíniú CDC a shuíomh go daingean agus go cothrom ar an ualach. Bhí grúpaí feidhmiúla a chuaigh i gceangal le carbón (C), nitroigin (N) agus siliciam (Si) scaipthe go cothrom ar ualach na fo-thacairí. Fan go dtí an banna abhsorpsaíochta caractarúil don cheangal Al-O, rud a léiríonn go bhfuil an tacaíocht céaramach in ann aghaidh a ghabháil ar an tsraith iomlán de chóirithe ceimiceacha agus teirmiceacha, lena n-áirítear scaipeadh etanól, modhnú ag teocht thairseach 50 °C, fás ag teocht 60 °C agus nascadh le n-hexane. Níor tharla aon réimsí taobh istigh idir an fo-thacairí alumina agus modhnóirí orgánacha mar APTES, piperazín agus TPC, rud a bhain an загрязнение an fo-thacairí a mhaolódh cruinneas na sonraí turgnamh.
Stability Struchtúrtha faoi Choinníollacha Bhrú Tionscintí
Bhí an ceall fíltrithe maraí a úsáidtear i gceann de na tástálacha fíltrithe ag oibriú ag an mbhrú is airde tionscintí, 1.5 bar. Níor bhris nó níor tháinig aon athrú ar bhunaithe an alúmaine le linn an tástála, rud a léiríonn comhoiriúnacht pherfeachtach le tacair fíltrithe maraí labharatóire standúil. Le linn an tástála oibre leanúna 720 nóiméad, d’fhan an fo-thacar céramach ina sheasamh go staible an leathchraobh ghníomhach poliamíd-CDC thuas gan éagó nó gan scaradh na n-ábhar gníomhacha.
Méadracha Foirgnimh Ola/Uisce Foilsithe (Sonraí oifigiúla ó an alt iriseoireachta)
Bhí an leathchraobh M-50 lódáilte le 50 mg APTES@CDC ag thabhairt sluaite trasnúcháin de 76.05 LMH (L m⁻² h⁻¹) faoi chumasa oil i mbreis ag 67.5 ppm agus faoi bhrú tionscintí de 1 bar;
Thug an leathchraobh M-200 an t-eifeacht is airde i ndéanamh scoilte oil, níos mó ná 99.88%;
D’fhan an sampla lárach M-100 a bheith ina chéad phróiseas scartha cothrom ar feadh 720 nóiméad de shcannáil leanúnach, le laghdú beag amháin sa sreabhadh tránsdhealaithe, agus d’fhan ráta díbhrú na mbuáisíní ag 99,8%;
Chuir tomhas an uillinn teagmhála i léir go raibh an leathchomhbhualtán athraithe ina chéad fhorbhaile hydrophilic thar a bheith i n-aer agus ina chéad fhorbhaile oleophobic thar a bheith faoi uisce, agus gur thug an fo-thacar alúmanach tacaíocht stábla don rialú fuartha ar an bhfuacht.
Garantú Torthaí Turgnamh Iarbhunaitheach Comhshleamhnaí
Úsáidtear an t-ábhar céanna – fo-thacair alúmanach Highborn – i dtástálacha comhchosúla le luchtú CDC ciallmhar agus i dtástálacha an fheidhmtheachta le haghaidh coimeád éagsúla (67,5 ppm, 125 ppm, 250 ppm de sheolchórais buáisíní i ndrochsholú), agus bhí patrúin chomhionann ann i ndáta carachtarú an ábhair agus i ndáta príomhphróiseas an scannála idir na samplaí comhshleamhnaí; is é sin a fhágann go bhfuil poras agus cothrom an droma cothrom ar fheabhas i gcríocha an alúmanach Highborn, rud atá riachtanach chun taighde comparáideach a dhéanamh i labharatóirí acadúla.
3. Céimseatachta na rudaí a bhfuil an taighde eolaíochta mar aidhm air
Tá an t-earraí seo dírithe ar dhúshláin na dtreathanna uisce a thagann ó mhaolú ola agus ar uisce salach oiliúil a stiúirtear le surfactants. I gcomparáid le cuimhneacha ualaigh iolracha agus córas cuimhneacha cearamacha eile, tá leasanna iomlána ag cuimhneacha composithe bunaithe ar alumina, lena n-áirítear neamhghníomhacht teasa agus ceimiceach iontach, brú oibre íseal riachtanach agus éifeachtardacht ard i ndiall oiliúil. Tugann tacaí poróga alumina Highborn le 45% poróis agus méid pora de 0.5 μm tacaí caighdeánaithe, struchtúrtha go staible, don chuimhne cearamach nua seo le CDC ar a mbord, ag obair mar chnámh rígide nach féidir a sheachaint don chóras iomlán cuimhneach oiliúil/uisci.
Tá an t-ábhar acadúil foirmiúil seo, a foilsíodh i an iris údaráis MHPI Membranes, curtha in áirithe go hoifigiúil mar litriú taighde poiblí. Tagann sé le haghaidh céimeanna poróiseacha de chéirimeach alúmanach a soláthraíonn Lianyungang Highborn Technology. Deimhníonn sé go bhfuil stádas struchtúrtha, cothromacht idir ghrúpaí agus comhoiriúnacht le haghaidh mionathraithe ar fud an phróisis ag na tacaí alúmanach ó Highborn i bhfoirmiú cuarach acadúil, i bhfilltirí fadtéarmach a bhriseann faoi bhrú agus i ngníomhaíochtaí fheidhmeach ceimiceacha i dtreoir iolrach. Ar aghaidh, leanfaidh Highborn Technology ar aghaidh ag soláthar foirceanna céirimeacha poróiseacha saincheaptha le méid pora athshocraithe (0.1–10 μm) agus poras oscailte (30%–55%), de réir riachtanais taighde labharatóire saincheaptha, ag tabhairt tacaíocht caighdeánach do thionscadail taighde scartha cuarach ag ollscoileanna agus ag institiúidí taighde ar fud an domhain.
Proifíl na Cuideachta
Speisíonn Lianyungang Highborn Technology Co., Ltd. ar ríocht agus ar tháirgeadh a mheáchan i gcomponaintí céaramacha poróise casta lena n-áirítear fo-thacairí alúmaine poróise, carbaide silicium agus zircóna. Tá seirbhísí saincheaptha ar fáil le méid poraí inbhuanaithe (0.1–10 μm) agus poras oscailte (30%–55%). Is féidir ár dtáirgí a úsáid i go leor cásanna taighde sa labharatóir agus ar scála prótatóire, lena n-áirítear scaradh ola/uisci, fabhrú fo-thacairí um ualachú an-ghlantaithe/nanaghlantaithe, tiomáinéirí catailítí agus cuimhneacháin céaramacha scartha gás. Tá ár dtacairí céaramacha curtha amach go dtí roinnt tíortha agus tá siad úsáidte go minic i dtionscnaimh oifigiúla a foilsíodh i mbunachar idirnáisiúnta.
Nóta Comhéadan
Tá gach cur síos ar pherformance an fho-thaobh, na paraiméitreacha turgnamhacha agus sonraí an scaradh a luaitear sa alt nuachta seo tarraingte ar an bpaper bunaidh ón iris Membranes, 2022. Níl aon ráitis a bhfuil an pherformance leathnaithe nó aon mhothúchán ró-mhór le feiceáil ann; is féidir gach ráiteas a sheiceáil agus a fhíorú i gcoinne an mhionscríbhinn acadúil bhunaidh.
Treoir um Consisteacht na dtéarmaí bunaidh san iris
Leanann gach téarma teicniúil sa alt nuachta seo go díreach an t-úsáid a úsáideadh sa phaper A Simple Approach to Fabricate Composite Ceramic Membranes Decorated with Functionalized Carbide-Derived Carbon for Oily Wastewater Treatment, lena n-áirítear:
carbide-derived carbon (CDC), APTES, piperazín, terephthaloyl chloride (TPC), polamhú polaighéineach idir-aghaidh, ceall fíltrithe críochnaithe, brú trasna na mbanna, sreabhadh an mheáchain (LMH), éimilse ola-i-n-uisci (O/W), éimilse a stiúrann surfactant, éifeachtacht an scaradh, ráta díbirt na hoile, oibriú leanúnach fadtéarmach, micreascóp leictreonach scanála (SEM), léamh leictreonach EDX, difrinn X-ghathair (XRD), ATR-FTIR, an-superhydrophilic, an-superoleophobic faoi uisce, poras oscailte, méid pora ainmnithe, uisce táirge, cuarán uasfhilltreála polamach, neamhghníomhachta teochta agus ceimice
EN
