Исследовательская группа Университета нефти и минералов имени короля Фахда создала композитные мембраны для разделения масла и воды с использованием пористой керамики из оксида алюминия компании Highborn и опубликовала соответствующие результаты
Недавно рецензируемый журнал Membranes (2022, 12, 394, DOI: 10.3390/membranes12040394) опубликовал научную статью под названием «Простой подход к изготовлению композитных керамических мембран, модифицированных функционализированным карбид-производным углеродом, для очистки нефтесодержащих сточных вод», подготовленную исследовательской группой Междисциплинарного исследовательского центра мембран и водной безопасности Университета нефти и минералов имени короля Фахда (Саудовская Аравия). В разделе «Материалы и методы» статьи чётко указано, что все пористые опоры из оксида алюминия, использованные в экспериментальных испытаниях, были закуплены у компании Lianyungang Highborn Technologies Co., Ltd., г. Ляньюньган, Китай.
1. Основные технические характеристики исходного субстрата, зафиксированные в оригинальном рукописи (извлечено из раздела 2.1 «Материалы»)
Все образцы мембран, полученные в ходе данного исследования, использовали однородные пористые керамические подложки из оксида алюминия, поставляемые компанией Highborn Technology, с фиксированными параметрами: открытая пористость — 45 %, номинальный размер пор — 0,5 мкм. Подложка из оксида алюминия служила жёстким базовым каркасом для композитных мембран. На основе этой керамической подложки исследовательская группа выполнила полный цикл модификационных процедур, включая нанесение карбид-производного углерода, функционализированного APTES (APTES@CDC), пропитку пиперазином и интерфазную полимеризацию с терефталоилхлоридом (TPC). Для разделения эмульсий масла в воде (O/W), стабилизированных ПАВ, были созданы три группы дифференцированных композитных керамических мембран: M-50, M-100 и M-200.
2. Полная экспериментальная система на основе подложек из оксида алюминия (все данные взяты из исходных результатов испытаний)
Был проведен полный спектр исследований характеристик материалов и испытаний на долгосрочную стабильность фильтрации с использованием оксидно-алюминиевых опорных элементов компании Highborn; все экспериментальные данные получены на основе этого отечественного керамического субстрата:
Проверка совместимости с процессами модификации мембран
Для подтверждения того, что оксид-алюминиевые субстраты компании Highborn способны прочно и равномерно закреплять частицы CDC по всей поверхности, были применены несколько методов характеристики: сканирующая электронная микроскопия (SEM), энергодисперсионная рентгеновская спектроскопия (EDX) с элементным картированием, рентгеновская дифракция (XRD) и инфракрасная спектроскопия преобразования Фурье с ослабленным полным отражением (ATR-FTIR). На поверхности субстрата равномерно распределялись функциональные группы, содержащие углерод (C), азот (N) и кремний (Si). Характерная полоса поглощения связи Al–O осталась неизменной, что подтверждает устойчивость керамического носителя ко всем этапам химической и термической обработки: диспергированию в этаноле, модификации при постоянной температуре 50 °C, отверждению при 60 °C и промывке н-гексаном. Между оксид-алюминиевым субстратом и органическими модификаторами — такими как APTES, пиперазин и TPC — побочные реакции не происходили, что исключает загрязнение субстрата и обеспечивает точность экспериментальных данных.
Структурная стабильность при условиях трансмембранного давления
Камера фильтрации в режиме «тупиковой фильтрации», использованная во всех испытаниях фильтрации, работала при максимальном трансмембранном давлении 1,5 бар. В ходе всего процесса испытаний деформация или растрескивание подложек из оксида алюминия не наблюдались, что свидетельствует о полной совместимости с типовыми лабораторными установками для тупиковой фильтрации. В ходе длительного непрерывного испытания продолжительностью 720 минут керамическая подложка стабильно удерживала верхний активный композитный слой на основе полиамида и CDC без вымывания или отслаивания функциональных материалов.
Опубликованные показатели эффективности разделения масла и воды (официальные данные из научной статьи)
Мембрана M-50, загруженная 50 мг APTES@CDC, обеспечила поток пермеата 76,05 LMH (л·м⁻²·ч⁻¹) при концентрации масла в исходном растворе 67,5 ppm и трансмембранном давлении 1 бар;
Мембрана M-200 продемонстрировала наивысшую эффективность разделения масла — более 99,88 %;
Образец основного мембранного фильтра M-100 демонстрировал стабильную эффективность разделения в течение 720 минут непрерывной фильтрации с лишь незначительным снижением потока пермеата; степень удержания масла оставалась неизменной на уровне 99,8 %;
Измерения угла смачивания подтвердили, что модифицированная композитная мембрана обладает сверхгидрофильностью в воздушной среде и подводной сверхолеофобностью; субстрат из оксида алюминия служил стабильной опорной платформой для регулирования поверхностной смачиваемости.
Гарантия воспроизводимости параллельных экспериментальных результатов
Тесты с градиентной загрузкой CDC и тесты с изменяющейся концентрацией исходного раствора (эмульсии «масло в воде» с концентрациями 67,5 ppm, 125 ppm и 250 ppm) проводились на идентичных субстратах из оксида алюминия компании Highborn. В данных по характеристике материалов и показателям фильтрационной эффективности, полученных для параллельных образцов, наблюдалась согласованность, что подтверждает однородность пористости и плоскостности поверхности в партиях керамических изделий Highborn из оксида алюминия — это ключевое условие для воспроизводимых сравнительных исследований в академических лабораториях.
3. Заявление об объективной научной ценности исследования
В данной статье рассматриваются проблемы очистки пластовой воды, получаемой при разработке нефтяных месторождений, а также эмульсионных сточных вод, стабилизированных ПАВ. По сравнению с полимерными ультрафильтрационными мембранами и другими керамическими мембранными системами композитные мембраны на основе оксида алюминия обладают комплексными преимуществами: исключительная термическая и химическая инертность, низкое требуемое рабочее давление и высокая эффективность отторжения масла. Пористые опоры Highborn из оксида алюминия с пористостью 45 % и размером пор 0,5 мкм обеспечивают стандартизированные, структурно стабильные несущие основы для этой новой керамической мембраны, модифицированной CDC, выступая в качестве незаменимого жёсткого каркаса всей мембранной системы разделения нефти и воды.
Этот официальный рецензируемый академический документ, опубликованный в авторитетном журнале MDPI «Membranes», представляет собой публичную научную литературу, в которой прямо указаны пористые керамические изделия из оксида алюминия, поставляемые компанией Lianyungang Highborn Technology. В нём объективно подтверждается структурная стабильность, воспроизводимость характеристик от партии к партии и совместимость с полным циклом модификации опорных материалов Highborn при изготовлении мембран в академической среде, длительной фильтрации под давлением и многостадийной химической функционализации. В дальнейшем компания Highborn Technology будет продолжать поставлять индивидуальные пористые керамические подложки из оксида алюминия с регулируемым размером пор (0,1–10 мкм) и открытой пористостью (30–55 %) в соответствии с конкретными требованиями лабораторных исследований, обеспечивая стандартизированные отечественные решения для подложек в проектах исследований мембранных процессов разделения, проводимых университетами и научно-исследовательскими институтами по всему миру.
Профиль компании
Компания Lianyungang Highborn Technology Co., Ltd. специализируется на НИОКР и серийном производстве передовых пористых керамических компонентов, включая пористый оксид алюминия, карбид кремния и циркониевые субстраты. Доступны услуги по индивидуальной адаптации, включая регулировку размера пор (0,1–10 мкм) и открытой пористости (30–55 %). Наши изделия находят широкое применение в лабораторных и пилотных исследованиях, в частности при разделении нефти и воды, изготовлении субстратов для ультрафильтрации и нанофильтрации, в качестве носителей катализаторов и в керамических мембранах для разделения газов. Наши керамические субстраты экспортируются в ряд стран и неоднократно использовались в официальных научных работах, опубликованных в международных изданиях.
Примечание о соответствии требованиям
Все описания характеристик субстрата, экспериментальные параметры и данные по разделению, приведённые в данной новостной статье, полностью заимствованы из оригинальной научной публикации 2022 года в журнале Membranes. В тексте отсутствуют преувеличенные заявления о характеристиках или субъективные преувеличения; все утверждения могут быть проверены и сопоставлены с оригинальным академическим manuscript.
Инструкция по сохранению терминологии из оригинального журнала
Все профессиональные технические термины в данной новостной статье строго соответствуют формулировкам, использованным в статье A Simple Approach to Fabricate Composite Ceramic Membranes Decorated with Functionalized Carbide-Derived Carbon for Oily Wastewater Treatment, включая:
карбид-производный углерод (CDC), APTES, пиперазин, терефталоилхлорид (TPC), межфазная полимеризация, фильтрационная ячейка с тупиковым течением, трансмембранное давление, поток пермеата (LMH), эмульсия «масло в воде» (O/W), эмульсия, стабилизированная ПАВ, эффективность разделения, степень отторжения масла, длительная непрерывная эксплуатация, сканирующая электронная микроскопия (SEM), элементное картирование методом EDX, рентгеновская дифракция (XRD), АТР-Фурье-преобразование ИК-спектроскопии (ATR-FTIR), сверхгидрофильность, подводная сверхолеофобность, открытая пористость, номинальный размер пор, пластовая вода, полимерная ультрафильтрационная мембрана, термическая и химическая инертность
EN
