צוות מחקר מאוניברסיטת король פהד למדעי הנפט והמינרלים יצר קרום מורכב להפרדת שמן/מים באמצעות חומרים קרמיים מפור porous של אלומינה של Highborn ופרסם את הממצאים הרלוונטיים
לאחרונה, כתב העת הבודק על ידי עמיתים Membranes (2022, 12, 394, DOI: 10.3390/membranes12040394) פרסם מאמר מחקר בשם גישה פשוטה לייצור קרומים קרמיים מורכבים מעוטרים בפחם נגזר מקארביד פונקציונלי לטיפול במיצי שמן, על ידי צוות המחקר של המרכז הבינתחומי לחקר קרומים ולביטחון המים באוניברסיטת король פהד למדעי הנפט והמינרלים, סעודיה. בסעיף החומרים והשיטות של המאמר נכתב בבירור כי כל התמיכות הפוריות של האלומינה שנ использовו בבדיקות הניסיוניות נקנו מחברת Lianyungang Highborn Technologies Co., Ltd., ליאנינגנג, סין.
1. مواדי(substrate) בסיסיים כפי שרשומים בכתב היד המקורי (מבוסס על סעיף 2.1 חומרים)
כל דוגמיות הממברנות שפותחו במחקר זה השתמשו באופן אחיד בתת-שכבות קרמיות מאלומינה נקבוביות שסופקו על ידי חברת Highborn Technology, עם פרמטרים קבועים: נקבוביות פתוחה של 45% וגודל חור נומינלי של 0.5 מיקרון. תת-השכבה האלומינית שימשה כספיגה קשיחה של ממברנות מרוכבות. על בסיס התומך הקרמי הזה, צו החקירה השלים סדרה מלאה של הליכי שינוי הכוללים טעינה של פחמן נגזר מקרביד משופע ב-APTES (APTES@CDC), רטיבות בפיראזין והרחבת פולימריזציה על פני שטח עם כלוריד טרפטלואיל (TPC). נבנו שלוש קבוצות של ממברנות קרמיות מרוכבות שונות, בשם M-50, M-100 ו-M-200, לצורך מבחני הפרדה של אמולסיות של שמן במים (O/W) שהשתבשו באמצעות חומר משפר יישור.
2. מערכת ניסוי מלאה שמתאימה לתת-שכבות אלומינה (כל הנתונים מצוטטים מתוצאות הניסוי המקורי)
נערך טווח מלא של מאפיינים חומריים ובדיקות יציבות סינון לטווח ארוך תוך התבססות על תומכות האלומינה של Highborn, וכל נתוני הניסויים התקבלו על בסיס תת-הבסיס החרסיני המקומי הזה:
אימות תאימות עם תהליכי שינוי הממברנה
טכניקות מאפיינות מרובות, כולל מיקרוסקופיה אלקטרונית סורקת (SEM), ספקטרוסקופיית רנטגן פיזור אנרגיה (EDX) עם מיפוי יסודות, פיזור קרני רנטגן (XRD) וספקטרוסקופיית אינפראד אדום טרנספורם פורייה עם החזרה הכוללת המוחלשת (ATR-FTIR), אישרו שבסיסי האלומינה של Highborn יכולים לנקב חלקיקי CDC באופן אחיד ויציב על פני השטח. קבוצות פונקציונליות המכילות פחמן (C), חנקן (N) וסיליקון (Si) הופצו באופן הומוגני על פני שטח הבסיס. סרט העצירה האופייני לקישור Al-O נותר שלם, מה שמוכיח שהתומך הצרמי יכול לסבול סדרה מלאה של טיפולים כימיים ותרמיים, כולל פיזור בא탄ול, שינוי טמפרטורה קבוע ב-50 °C, קשיחות ב-60 °C ושטיפה בהקסאן. לא ארעו תגובות צדדיות בין בסיס האלומינה ומתקנים אורגניים כגון APTES, פיפראזין ו-TPC, מה שמבטל זיהום בסיס שיכול להפריע לדיוק הנתונים הניסיוניים.
יציבות מבנית בתנאי לחץ טרנס-מברנלי
תא הסינון בקצה העקום שנקבע בכל מבחני הסינון פעל בלחץ טרנס-מברנלי מקסימלי של 1.5 בר. לא נצפו עיוותים או סדקים בסובסטרטים האלומיניים לאורך תהליך הבדיקה, מה שמראה על תאימות מושלמת עם מערכות סינון בקצה העקום סטנדרטיות של מעבדה. במהלך מבחן הפעלה רציפה ארוך-טווח של 720 דקות, הסובסטרט הצורני ייצב באופן יציב את שכבת הפעילות העליונה המורכבת מפוליאמיד ו-CDC, ללא דילוג או התנתקות של חומרים פונקציונליים.
נתוני ביצועי הפרדת שמן/מים שפורסמו (נתונים רשמיים מתוך מאמר יומן)
המברנה M-50 שנטעעה ב-50 מ"ג APTES@CDC השיגה זרימת פרמייט של 76.05 LMH (L m⁻² h⁻¹) בتركيز שמן במזין של 67.5 ppm ובלחץ טרנס-מברנלי של 1 בר;
המברנה M-200 הגישה את יעילות הפרדת השמן הגבוהה ביותר, שעולה על 99.88%;
מדגם הליבה M-100 שמר על ביצועי הפרדה עקביים במשך 720 דקות של סינון רציף, עם ירידה מזערית בלבד בשיעור הזרימה של הממברנה, ויחס הדחיקה של השמן נותר יציב ב-99.8%.
מדידות זווית ההשקה אימתו שמנברנת המורכבת המשופצת הפגינה סופרהידרופיליות באוויר וסופראוליאופוביות תחת המים, כאשר תת־הבסיס האלומיניום שימש כפלטפורמה תומכת יציבה לשליטה ברמת הרטיבות של הפנים.
הבטחת תוצאות ניסויים מקבילים שניתנות לשחזור.
ניסויי השוואה עם טעינת CDC בגרדיאנט וניסויי הזנה עם ריכוזים משתנים (אמולסיות שמן-במים בריכוזים של 67.5 ppm, 125 ppm ו-250 ppm) השתמשו כולם בתת־בסיסי אלומינה זהים של Highborn. תבניות אחידות נצפו בנתוני האפיון החומרי ובנתוני ביצועי הסינון בין המדגמים המקבילים, מה שמאמת את האחידות של הנקבוביות והשטיחות הפנים של מוצרי חרסינה מסוג אלומינה של Highborn, תנאי מוקדם קריטי למחקרים השוואתיים ניתנים לשחזור במעבדות אקדמיות.
3. הצהרת מטרות ערכו המדעי של המחקר
המאמר פונה לקשיים במערכת הטיפול במים המופקים מהחציבה של שדות נפט ובים מזוהמים שכוללים חומר פעיל-поверхוני. בהשוואה למסננים פולימריים לאולטרה-סינון ולמערכות מסננים קרמיות אחרות, מסננים קרמיים מבוססי אלומינה מציגים יתרונות כולליים, כגון התנגדות תרמית וכימית יוצאת דופן, לחץ הפעלה נמוך ויעילות גבוהה בסינון שמן. התומכות הספוגיות של חברת Highborn, אשר עשויות מאלומינה עם קצב ספיגתיות של 45% וקוטר קנה של 0.5 מיקרומטר, מספקות תת-שכבות אחידות ויציבות מבנית עבור המembrנה הקרמית החדשה הזו, אשר מעוטרת ב־CDC, ושמשות כשלד קשיח בלתי נפרד למערכת המסננת לניסור שמן/מים.
המאמר האקדמי הרשמי, שנותר בבדיקה עמיתים, שפורסם בכתב העת המוסמך של MDPI, Membranes, הוא ספרות המחקר הציבורית הרשמית שמצטטת במפורש את חומרי החומר החרסיני האלומיניום הנקובים שסופקו על ידי חברת Lianyungang Highborn Technology. המאמר מאשש באופן אובייקטיבי את יציבות המבנה, את ההתאמה בין משלחות ייצור, ואת התאמתה למודיפיקציה מלאה בתהליכי ייצור קרמיים של קרמים, סינון ממושך תחת לחץ, ותהליכים כימיים מרובה שלבים. בעתיד, חברת Highborn Technology תמשיך לספק בסיסים חרסיניים אלומיניאליים נקבוביים מותאמים אישית, עם גודל נקבים ניתן להתאמה (0.1–10 מיקרומטר) ופרוץ פתוח ניתן להתאמה (30%–55%), בהתאם לדרישות מחקר מעבדתי מותאמות אישית, תוך המשך הספקת פתרונות בסיסיים סטנדרטיים בתחום הפירוק באמצעות קרמים לפרויקטים מחקריים באוניברסיטאות ומפעלי מחקר ברחבי העולם.
פרטי החברה
חברת Lianyungang Highborn Technology Co., Ltd. מתמחה במחקר ופיתוח וביצור המוני של רכיבי חרסינה מיקרופוריות מתקדמים, כולל תת-שכבות של אלומינה מיקרופורית, קרביד סיליקון וצירקוניה. שירותים מותאמים אישית כוללים התאמות בגודל הנקבים (0.1–10 מיקרומטר) ובאחוז הנקבוביות הפתוחה (30%–55%). המוצרים שלנו מתאימים לתחומים רבים של מחקר מעבדתי ובחינות בסיסיות, כגון הפרדת שמן/מים, ייצור תתי-שכבות לסינון אולטרה-סינון/ננו-סינון, נושאי קטליזטורים וממברנות קרמיות להפרדת גזים. תתי-השכבות החרסיניות שלנו יוצאו למספר מדינות והשתתפו שוב ושוב במחקרים פורמליים שפורסמו בינלאומית.
הערה על עמידה בדרישות
כל תיאורי הביצועים של התחנה, הפרמטרים הניסיוניים ונתוני ההפרדה שצוטטו במאמר זה נלקחו בשלמותם מהמאמר המקורי שפורסם בשנת 2022 בכתב העת Membranes. לא נכללו טענות מוגזמות על הביצועים או הצהרות סובייקטיביות מופרזות; כל ההצהרות ניתנות לבדיקה ולאימות מול המאמר האקדמי המקורי.
הוראת עקביות המונחים המקורית של כתב העת
כל המונחים המקצועיים והטכניים במאמר זה עוקבים בדיוק אחר הביטויים שהשתמשו בהם במאמר 'A Simple Approach to Fabricate Composite Ceramic Membranes Decorated with Functionalized Carbide-Derived Carbon for Oily Wastewater Treatment', כולל:
פחם נגזר מקרביד (CDC), APTES, פיפראזין, כלוריד טרפטלואיל (TPC), פולימריזציה על פני שטח מגע, תא סינון סגור, לחץ טרנס-מברנלי, זרימת פרמייט (LMH), אמולסיה של שמן במים (O/W), אמולסיה מוצקה על ידי חומר משטחי, יעילות הפרדה, שיעור דחיית השמן, פעילות רציפה לטווח ארוך, מיקרוסקופיה אלקטרונית סרוקת (SEM), מיפוי יסודות באמצעות EDX, פיזור קרני X (XRD), ATR-FTIR, סופר הידרופילי, סופר אוליאופובי תחת המים, נקבוביות פתוחה, גודל נקבוביות נומינלי, מים מיוצרים, ממברנה פולימרית לסינון אולטרא, עמידות תרמית וכימית
EN
