Pētnieciskā komanda no Karaliskās Fahda naftas un minerālu universitātes izgatavoja eļļas/ūdens sadalīšanas kompozītmembrānas, izmantojot Highborn porainās alumīnija oksīda keramikas materiālus, un publicēja saistītos atklājumus
Nesen recenzēts žurnāls Membranes (2022, 12, 394, DOI: 10.3390/membranes12040394) publicēja pētniecisku rakstu ar nosaukumu A Simple Approach to Fabricate Composite Ceramic Membranes Decorated with Functionalized Carbide-Derived Carbon for Oily Wastewater Treatment (Vienkārša pieeja kompozītkeramikas membrānu izgatavošanai, kas apstrādātas ar funkcionalizētu karbīda atvasinātu ogli eļļainu notekūdeņu apstrādei), ko sagatavoja pētnieciskā komanda no Starpdisciplinārā pētniecības centra membrānām un ūdens drošībai pie Karaliskās Fahda naftas un minerālu universitātes, Saūda Arābijā. Raksta sadaļā Materials and Methods (Materiāli un metodes) skaidri norādīts, ka visi eksperimentālajos testos izmantotie porainie alumīnija oksīda pamati tika iegādāti no uzņēmuma Lianyungang Highborn Technologies Co., Ltd., Lianyungang, Ķīna.
1. Pamata substrāta specifikācijas, kas fiksētas oriģinālajā manuskriptā (izvilktas no 2.1. sadaļas Materials)
Visi šajā pētījumā izgatavotie membrānu paraugi vienveidīgi izmantoja porainus alumīnija oksīda keramikas pamatus, ko piegādāja uzņēmums Highborn Technology, ar fiksētiem parametriem: atvērtā porainība 45 %, nominālais poru lielums 0,5 mikroni. Alumīnija oksīda pamats veidoja kompozītmembrānu stingro zemāko skeletu. Pamatojoties uz šo keramisko pamatu, pētnieciskā komanda veica pilnu modifikācijas procedūru komplektu, kas ietver APTES funkcionālās karbīda atvasinātās ogles (APTES@CDC) uzklāšanu, piperasīna impregnāciju un starpvirsmas polimerizāciju ar tereftalilhlorīdu (TPC). Tika izveidotas trīs atšķirīgu kompozītkeramikas membrānu grupas, proti, M-50, M-100 un M-200, lai veiktu virsmaktīvvielas stabilizētu ūdenī disperģēto eļļas emulsiju (O/W) separācijas testus.
2. Pilns eksperimentālais sistēmas komplekts, ko atbalsta alumīnija oksīda pamati (visi dati norādīti saskaņā ar oriģinālajiem testa rezultātiem)
Tika veikta pilnīga materiālu raksturošana un ilgstošas filtrācijas stabilitātes testēšana, izmantojot Highborn alumīnija oksīda atbalsta struktūras, un visi eksperimentālie dati tika iegūti, balstoties uz šo vietējo keramisko pamatni:
Savietojamības pārbaude ar membrānu modificēšanas procesiem
Vairākas raksturīgošanas metodes, tostarp skenējošā elektronu mikroskopija (SEM), enerģijas dispersijas rentgena spektroskopija (EDX) ar elementu kartēšanu, rentgena difrakcija (XRD) un atspoguļojuma pilnīgās iekšējās atstarošanas Furjē transformācijas infrasarkanā (ATR-FTIR) spektroskopija, apstiprināja, ka Highborn alumīnija oksīda pamatnes var cieši nostiprināt CDC daļiņas vienmērīgi pa virsmas laukumu. Funkcionālās grupas, kas satur ogli (C), slāpekli (N) un kремnijs (Si), bija vienmērīgi izvietotas uz pamatnes virsmas. Raksturīgā Al-O saites absorbēšanas josla palika neskarta, pierādot, ka keramiskā balsta struktūra spēj izturēt pilnu ķīmisko un termisko apstrādes ciklu, ieskaitot etanola disperģēšanu, 50 °C pastāvīgā temperatūrā notiekošu modifikāciju, 60 °C karsēšanu un n-heksāna mazgāšanu. Starp alumīnija oksīda pamatni un organiskajiem modifikatoriem, piemēram, APTES, piperasīnu un TPC, nenotika blakusreakcijas, tādējādi novēršot pamatnes piesārņojumu, kas varētu traucēt eksperimentālo datu precizitāti.
Strukturālā stabilitāte transmembrāna spiediena apstākļos
Visos filtrācijas testos izmantotā aizvērta tipa filtrācijas šūna darbojās maksimālā transmembrāna spiedienā līdz 1,5 bar. Visā testēšanas procesā netika novērotas alumīnija oksīda pamatnes deformācijas vai plaisas, kas norāda uz perfektu savietojamību ar standarta laboratorijas aizvērtā tipa filtrācijas iekārtām. Ilgstošā nepārtrauktā darbības testā, kura ilgums bija 720 minūtes, keramiskais pamats stabili fiksēja augšējo poliamīda-CDC kompozītā aktīvo slāni bez funkcionālo materiālu izskalošanās vai atdalīšanās.
Publikētie eļļas/ūdens atdalīšanas veiktspējas rādītāji (oficiālie dati no žurnāla raksta)
M-50 membrāna, kas satur 50 mg APTES@CDC, sasniedza caurlaides plūsmu 76,05 LMH (L m⁻² h⁻¹) pie barības šķīduma eļļas koncentrācijas 67,5 ppm un 1 bar transmembrāna spiediena;
M-200 membrāna nodrošināja augstāko eļļas atdalīšanas efektivitāti — vairāk nekā 99,88%;
Kernparaugs M-100 saglabāja stabila atdalīšanas veiktspēju 720 minūšu nepārtrauktas filtrācijas laikā, ar tikai nelielu caurplūdes plūsmas samazinājumu, un eļļas atgrūšanas līmenis palika stabils pie 99,8 %;
Kontakta leņķa mērījumi apstiprināja, ka modificētā kompozītmembrāna izrādīja superhidrofiliskumu gaisā un zem ūdens — superoleofobiskumu, kur alumīnija oksīda pamatne darbojās kā stabila balsta platforma virsmas mitrināmības regulēšanai.
Atkārtojamu paralēlo eksperimentu rezultātu garantija
Gradienta CDC ielādes salīdzinājuma testi un mainīgas koncentrācijas padeves testi (67,5 ppm, 125 ppm, 250 ppm eļļas ūdenī emulsijas) visi izmantoja identiskus Highborn alumīnija oksīda pamatus. Paralēlos paraugos novēroja vienādus raksturus materiālu raksturošanā un filtrācijas veiktspējas datu iegūšanā, kas apstiprina vienmērīgu porainību un virsmas gludumu Highborn alumīnija keramikas partijās — būtisku priekšnoteikumu atkārtojamai salīdzinošai pētniecībai akadēmiskajās laboratorijās.
3. Zinātniskās pētniecības vērtības mērķa izteiksme
Šajā rakstā tiek risinātas naftas lauku izmantošanas rezultātā radušās ražošanas ūdens un tenzidu stabilizētās eļļainās notekūdens apstrādes problēmas. Salīdzinot ar polimēru ultrafiltrācijas membrānām un citām keramikas membrānu sistēmām, alumīnija oksīda pamatā balstītām kompozītmembrānām ir vispārēgas priekšrocības, tostarp izcilas termiskās un ķīmiskās neaktīvības īpašības, zems nepieciešamais darba spiediens un augsta eļļas atdalīšanas efektivitāte. Highborn porainie alumīnija oksīda pamati ar 45 % porainību un 0,5 μm poru lielumu nodrošina standartizētus, strukturāli stabili nesējsubstrātus šai jaunajai CDC apstrādātajai keramikas membrānai, kura veido neatņemamu stingru skeletu visai eļļas/ūdens atdalīšanas membrānu sistēmai.
Šis oficiālais, akadēmiski recenzētais zinātniskais raksts, kas publicēts autoritatīvajā MDPI žurnālā Membranes, ir oficiālais publiskais pētījumu literatūras avots, kurā tiek minēti porainie alumīnija oksīda keramikas materiāli, ko piegādā Lianyungang Highborn Technology. Tas objektīvi apstiprina Highborn alumīnija oksīda nesēju strukturālo stabilitāti, partijas-partijai vienveidību un pilna procesa modifikācijas saderību membrānu izgatavošanā akadēmiskos pētījumos, ilgstošā spiediena darbinātā filtrācijā un daudzposmu ķīmiskajā funkcionālizācijā. Turpmāk Highborn Technology turpinās piegādāt pielāgotus porainos alumīnija oksīda keramikas pamatmateriālus ar regulējamu poru izmēru (0,1–10 μm) un atvērtu porainību (30 %–55 %) atbilstoši specifiskām laboratorijas pētījumu prasībām, nepārtraukti nodrošinot standartizētus vietējos pamatmateriālu risinājumus membrānu separācijas pētījumiem, ko veic universitātes un pētniecības institūti visā pasaulē.
Uzņēmuma profils
Lianyungang Highborn Technology Co., Ltd. specializējas poraino keramikas komponentu izpētē un masveida ražošanā, tostarp poraina alumīnija oksīda, silīcija karbīda un cirkonija oksīda pamatnes. Piedāvājam pielāgotus risinājumus ar regulējamu poru lielumu (0,1–10 μm) un atvērtās porozitātes diapazonu (30 %–55 %). Mūsu produkti plaši tiek izmantoti laboratorijas un mazmasveida pētnieciskajos projektos, piemēram, eļļas/ūdens atdalīšanā, ultrafiltrācijas/nanofiltrācijas pamatņu izgatavošanā, katalizatoru nesējos un gāzu atdalīšanas keramikas membrānās. Mūsu keramikas pamatnes ir eksportētas vairākās valstīs un atkārtoti izmantotas starptautiski publicētās zinātniskās pētniecības darbos.
Atbilstības piezīme
Visi šajā ziņu rakstā minētie pamatmateriāla veiktspējas apraksti, eksperimentālie parametri un atdalīšanas dati pilnībā izgūti no oriģinālā 2022. gada žurnāla „Membranes” raksta. Šajā ziņu rakstā netiek izmantotas pārspīlētas veiktspējas apgalvojumi vai subjektīvi pārvērtējumi; visus apgalvojumus var pārbaudīt un verificēt, salīdzinot ar oriģinālo akadēmisko manuskriptu.
Galvenā žurnāla oriģinālās terminoloģijas vienotības norāde
Šajā ziņu rakstā visi profesionālie tehniskie termini stingri ievēro izteiksmes, kas lietotas rakstā „A Simple Approach to Fabricate Composite Ceramic Membranes Decorated with Functionalized Carbide-Derived Carbon for Oily Wastewater Treatment”, tai skaitā:
karbīda atvasināts ogleklis (CDC), APTES, pipерazīns, tereftalilhlorīds (TPC), interfaciālā polimerizācija, aizvērta filtra šūna, membrānas caurstrāva spiediens, filtrāta plūsma (LMH), eļļa ūdenī (O/W) emulsija, virsmaktīvvielmu stabilizēta emulsija, separācijas efektivitāte, eļļas noraidīšanas ātrums, ilgstoša nepārtraukta darbība, skenējošā elektronu mikroskopija (SEM), EDX elementu kartēšana, rentgenstaru difrakcija (XRD), ATR-FTIR, superhidrofilisks, zemūdens superoleofobisks, atvērta porozitāte, nominālais poru izmērs, ražošanas ūdens, polimēru ultrafiltrācijas membrāna, termiskā un ķīmiskā inerte
EN
