Tyrimų komanda iš Karalystės Fahdo naftos ir mineralų universiteto sukūrė aliejaus/vandens skyrimo kompozitines membranas, naudodama Highborn poruotą aliuminio oksido keramiką, ir paskelbė susijusius tyrimų rezultatus
Neseniai recenzuojamas žurnalas Membranes (2022, 12, 394, DOI: 10.3390/membranes12040394) paskelbė mokslinį straipsnį „Paprastas metodas funkcinėmis karbido kilmės anglies dalelėmis modifikuotų kompozitinių keramikos membranų gamybai naudojant nešvaraus aliejaus turinčio nuotekų valymą“, kurį parašė Saudo Arabijos Karalystės Fahdo naftos ir mineralų universiteto tarpdisciplininio tyrimų centro membranoms ir vandens saugai komanda. Straipsnio skyriuje „Medžiagos ir metodai“ aiškiai nurodyta, kad visi eksperimentiniuose tyrimuose naudoti poruotieji aliuminio oksido pagrindai buvo įsigyti iš „Lianyungang Highborn Technologies Co., Ltd.“, Lianyungang, Kinija.
1. Pirminio pagrindo techniniai duomenys, nurodyti originaliame rankraštyje (ištraukti iš 2.1 skyriaus „Medžiagos“)
Visi šio tyrimo metu paruošti membranų mėginiai vienodai naudojo Highborn Technology tiekiamus porėtus aliuminio oksido keramikos pagrindus su pastoviais parametrais: atviroji poringumo kiekis – 45 %, nominalus porų dydis – 0,5 mikrono. Aliuminio oksido pagrindas tarnavo kaip kompozitinės membranos standžioji apatinė skeleto struktūra. Remiantis šiuo keramikiniu pagrindu, tyrimų komanda atliko visą modifikavimo procedūrų rinkinį, įskaitant APTES funkcinio karbido išvestinių anglies (APTES@CDC) užkrovimą, piperasino impregnavimą ir tereftalinio chlorido (TPC) sąsajos polimerizaciją. Atlikus skiriamąsias bandymų procedūras su paviršiaus aktyviųjų medžiagų stabilizuotomis vandenyje tirpiomis aliejaus emulsijomis (O/W), buvo sukurtos trys skirtingų kompozitinių keramikos membranų grupės – M-50, M-100 ir M-200.
2. Visiškai eksperimentinė sistema, paremta aliuminio oksido pagrindais (visi duomenys pateikti iš pradinių bandymų rezultatų)
Buvo atliktas visų medžiagų charakteristikų spektras ir ilgalaikės filtravimo stabilumo bandymai, remiantis Highborn aliuminio oksido atraminėmis medžiagomis, o visi eksperimentiniai duomenys buvo gauti naudojant šią vietinę keraminę pagrindą:
Membranų modifikavimo procesų suderinamumo patvirtinimas
Kelių charakterizavimo metodų, įskaitant skenuojamąją elektroninę mikroskopiją (SEM), energijos disperginę rentgeno spindulių spektroskopiją (EDX) su elementų žemėlapiais, rentgeno spindulių difrakciją (XRD) ir slopinamosios visiškos atspindžio Furjė transformacijos infraraudonųjų spindulių (ATR-FTIR) spektroskopiją, rezultatai patvirtino, kad Highborn aliuminio oksido pagrindai gali tvirtai pritvirtinti CDC daleles vienodai visame paviršiuje. Funkcinės grupės, turinčios anglies (C), azoto (N) ir silicio (Si), buvo vienodai paskirstytos ant pagrindo paviršiaus. Būdingoji Al–O ryšio absorbcijos juosta išliko nepažeista, kas įrodo, kad keraminis pagrindas gali atlaikyti visą cheminių ir terminių apdorojimų seriją, įskaitant etanolio dispersiją, 50 °C pastovios temperatūros modifikavimą, 60 °C kietinimą ir n-heksano plovimą. Tarp aliuminio oksido pagrindo ir organinių modifikatorių, tokių kaip APTES, piperasinas ir TPC, nevyko jokių šalutinių reakcijų, todėl buvo išvengta pagrindo užteršimo, kuris galėtų paslėpti eksperimentinių duomenų tikslumą.
Struktūrinė stabilumas esant transmembraninės slėgio sąlygoms
Visuose filtravimo bandymuose naudota uždarosios filtracijos ląstelė veikė maksimaliu transmembraniniu slėgiu 1,5 bar. Visų bandymų metu nebuvo pastebėta jokios aliuminio substratų deformacijos ar įtrūkimų, kas rodo puikią suderinamumą su standartinėmis laboratorinėmis uždarosios filtracijos sistemomis. Ilgalaikėje 720 minučių trukmės nuolatinės veiklos bandymo metu keraminis substratas stabiliškai immobilizavo viršutinį poliamido-CDC kompozitinį aktyvųjį sluoksnį be funkcinių medžiagų išplauties ar atsilupimo.
Paskelbti aliejaus/vandens skyrimo našumo rodikliai (oficialūs duomenys iš žurnalo straipsnio)
M-50 membrana, apkrauta 50 mg APTES@CDC, pasiekė pratekėjimo srautą 76,05 LMH (L m⁻² h⁻¹) esant 67,5 ppm maitinamojo aliejaus koncentracijai ir 1 bar transmembraniniam slėgiui;
M-200 membrana pasiekė aukščiausią aliejaus skyrimo efektyvumą – daugiau kaip 99,88 %;
Pagrindinis mėginys M-100 išlaikė nuoseklią atskyrimo našumą 720 minučių nepertraukiamai filtruojant, tik šiek tiek sumažėjus pralaidumo srautui, o aliejaus atmetimo naudingumo koeficientas liko stabilus – 99,8 %;
Kontaktinio kampo matavimai patvirtino, kad modifikuota sudėtinė membrana parodė superhidrofilumą ore ir po vandeniu – superolefobinį paviršių, o aliuminio oksido pagrindas veikė kaip stabilus atraminis paviršiaus drėgnumo reguliavimo pagrindas.
Kartotinų lygiagrečių eksperimentų rezultatų garantija
Gradiento CDC apkrovos palyginamieji tyrimai ir kintamos koncentracijos maitinimo tyrimai (67,5 ppm, 125 ppm, 250 ppm aliejaus vandenyje emulsijos) visi buvo atlikti naudojant identiškus Highborn aliuminio oksido pagrindus. Lygiagretuose mėginiuose stebėti vienodi modeliai tiek medžiagos charakterizacijoje, tiek filtravimo našumo duomenyse, kas patvirtina vienodą porų tankį ir paviršiaus plokštumą tarp Highborn aliuminio keramikos serijos gaminių – tai būtinas reikalavimas kartotiniams palyginamiesiems tyrimams akademiniuose laboratorijose.
3. Mokslinio tyrimo vertės tikslinė išvada
Šiame straipsnyje nagrinėjamos naftos telkinių eksplotacijos metu susidarančio vandens ir paviršiaus aktyvių medžiagų stabilizuoto aliejinio nuotekų valymo problemos. Palyginti su polimerinėmis ultrafiltra cinėmis membranomis ir kitomis keraminėmis membranų sistemomis, aliuminio oksido pagrindu sukurtos kompozitinės membranos turi visapusiškus pranašumus, įskaitant puikią šiluminę ir cheminę inertškumą, žemą reikiamą darbinį slėgį ir aukštą aliejaus atskyrimo efektyvumą. Highborn įmonės porėtiniai aliuminio oksido pagrindai su 45 % poringumu ir 0,5 μm plyšių dydžiu suteikia standartizuotus, struktūriškai stabilius nešiklio pagrindus šiai naujajai CDC dengtai keraminei membranai, veikdami kaip būtinas kietasis skeletas visai aliejaus/vandens atskyrimo membranų sistemai.
Šis oficialus, bendradarbiuojant peržiūrėtas mokslinis straipsnis, paskelbtas autorityviame MDPI žurnale „Membranes“, yra oficialus viešas mokslinis literatūros šaltinis, kuriame aiškiai nurodyti Lianyungang Highborn Technology tiekiami porėzūs aliuminio oksido keraminiai gaminių. Jame objektyviai patvirtinama Highborn aliuminio oksido atramų struktūrinė stabilumas, serijų nuoseklumas bei viso proceso modifikavimo suderinamumas akademinėje membranų gamyboje, ilgalaikėje slėgio valdomoje filtracijoje ir daugiapakopėse cheminėse funkcionalizavimo procedūrose. Toliau Highborn Technology toliau tieks pritaikytus porėzūs aliuminio oksido keraminiai pagrindus su reguliuojamu porų dydžiu (0,1–10 μm) ir atvirąja poringumu (30 %–55 %), atitinkančiais specializuotų laboratorijų tyrimų reikalavimus, nuolat teikdama standartizuotas vietines pagrindo sprendimų membranų skyrimo tyrimų projektams, kurie vykdomi visame pasaulyje esančiose universitetuose ir tyrimų institutuose.
Įmonės profilis
„Lianyungang Highborn Technology Co., Ltd.“ specializuojasi pažangios porėtos keraminės komponentų tyrimuose ir plitiniame gamyboje, įskaitant porėtą aliuminio oksidą, silicio karbidą ir cirkonijos pagrindus. Siūlomos pritaikymo paslaugos, kurios apima reguliuojamą porų dydį (0,1–10 μm) ir atvirą poringumą (30 %–55 %). Mūsų produktai plačiai naudojami laboratorinėse ir bandymų masto tyrimų situacijose, pvz., naftos ir vandens skyrimui, ultrafiltracijos ir nanofiltracijos pagrindų gamybai, katalizatorių nešėjams bei dujų skyrimo keraminėms membranoms. Mūsų keraminiai pagrindai jau eksportuoti į kelias šalis ir daug kartų naudoti oficialiuose tarptautinėje spaudoje publikuotuose tyrimuose.
Atitikties pastaba
Visi šio naujienų straipsnio cituojami pagrindinės medžiagos charakteristikų aprašymai, eksperimentų parametrai ir atskyrimo duomenys visiškai ištraukti iš originalaus 2022 m. žurnalo „Membranes“ straipsnio. Šiame tekste nėra jokių perdidintų našumo teiginių ar subjektyvių perteklinių įvertinimų; visi teiginiai gali būti patikrinti ir palyginti su originaliu akademinio straipsnio tekstu.
Pagrindinis žurnalo originalios terminologijos nuoseklumo nurodymas
Šioje naujienoje visi profesiniai techniniai terminai tiksliai atitinka žodžius ir frazes, panaudotas straipsnyje „A Simple Approach to Fabricate Composite Ceramic Membranes Decorated with Functionalized Carbide-Derived Carbon for Oily Wastewater Treatment“, tarp jų:
karbido kilmę turintis anglis (CDC), APTES, piperazinas, terftalilo chloridas (TPC), tarpfazinis polimerizavimas, uždaros filtravimo kamera, membranos skersinė slėgio skirtumas, pralaidumo srautas (LMH), aliejus-vanduo (A/V) emulsija, paviršiaus aktyvių medžiagų stabilizuota emulsija, atskyrimo efektyvumas, aliejaus atmetimo našumas, ilgalaikė nuolatinė veikla, skenuojančiojo elektroninio mikroskopo (SEM) tyrimai, EDX elementų žemėlapis, rentgeno spindulių difrakcija (XRD), ATR-FTIR, superhidrofilinis, po vandeniu superolefobinis, atvira porų struktūra, nominalusis porų dydis, gamybos vanduo, polimerinė ultrafiltracinė membrana, šiluminė ir cheminė inertinė
EN
