Đội nghiên cứu từ Đại học Dầu khí và Khoáng sản King Fahd đã chế tạo màng tổng hợp tách dầu/nước bằng gốm nhôm oxit xốp của Highborn và công bố các phát hiện liên quan
Gần đây, tạp chí bình duyệt ngang hàng Membranes (2022, 12, 394, DOI: 10.3390/membranes12040394) đã đăng bài báo nghiên cứu nhan đề A Simple Approach to Fabricate Composite Ceramic Membranes Decorated with Functionalized Carbide-Derived Carbon for Oily Wastewater Treatment do đội nghiên cứu từ Trung tâm Nghiên cứu Liên ngành về Màng và An ninh Nguồn nước, Đại học Dầu khí và Khoáng sản King Fahd, Ả Rập Xê Út thực hiện. Phần Vật liệu và Phương pháp trong bài báo nêu rõ rằng toàn bộ giá thể nhôm oxit xốp sử dụng trong các thử nghiệm thực nghiệm đều được mua từ Công ty TNHH Công nghệ Lianyungang Highborn, Lianyungang, Trung Quốc.
1. Thông số cơ bản của chất nền ghi trong bản thảo gốc (trích từ Mục 2.1 Vật liệu)
Tất cả các mẫu màng được chế tạo trong nghiên cứu này đều đồng nhất sử dụng các giá thể gốm nhôm oxit xốp do Công ty Highborn Technology cung cấp, với các thông số cố định: độ xốp hở 45%, kích thước lỗ danh nghĩa 0,5 micron. Giá thể nhôm oxit đóng vai trò khung nền cứng cho các màng tổ hợp. Dựa trên giá thể gốm này, nhóm nghiên cứu đã hoàn tất toàn bộ quy trình biến tính bao gồm: phủ carbon dẫn xuất từ carbide được chức năng hóa bằng APTES (APTES@CDC), thấm piperazine và trùng hợp giao diện với clorua terephthaloyl (TPC). Ba nhóm màng gốm tổ hợp khác biệt — ký hiệu lần lượt là M-50, M-100 và M-200 — đã được xây dựng để thử nghiệm tách các hệ nhũ tương dầu-trong-nước (O/W) được ổn định bằng chất hoạt động bề mặt.
2. Hệ thống thí nghiệm đầy đủ dựa trên giá thể nhôm oxit (Tất cả dữ liệu trích dẫn từ kết quả thử nghiệm gốc)
Một loạt đầy đủ các đặc tính vật liệu và các thử nghiệm độ ổn định lọc dài hạn đã được thực hiện dựa trên chất nền nhôm oxit của Highborn, và toàn bộ dữ liệu thí nghiệm đều được thu thập dựa trên chất nền gốm nội địa này:
Xác minh khả năng tương thích với các quy trình biến đổi màng
Nhiều kỹ thuật đặc trưng hóa, bao gồm kính hiển vi điện tử quét (SEM), phổ kế tán xạ tia X năng lượng phân tán (EDX) kèm bản đồ phân bố nguyên tố, nhiễu xạ tia X (XRD) và phổ kế hồng ngoại biến đổi Fourier phản xạ toàn phần suy giảm (ATR-FTIR), đã xác nhận rằng các chất nền alumina của Highborn có khả năng neo chặt các hạt CDC một cách đồng đều trên toàn bộ bề mặt. Các nhóm chức chứa carbon (C), nitơ (N) và silic (Si) được phân bố đồng nhất trên bề mặt chất nền. Dải hấp thụ đặc trưng của liên kết Al-O vẫn giữ nguyên, chứng minh rằng chất nền gốm có thể chịu đựng trọn vẹn chuỗi xử lý hóa học và nhiệt, bao gồm phân tán trong ethanol, biến tính ở nhiệt độ không đổi 50 °C, làm khô ở 60 °C và rửa bằng n-hexane. Không xảy ra phản ứng phụ nào giữa chất nền alumina và các chất biến tính hữu cơ như APTES, piperazine và TPC, do đó loại bỏ hoàn toàn nguy cơ nhiễm bẩn chất nền gây ảnh hưởng đến độ chính xác của dữ liệu thí nghiệm.
Độ ổn định cấu trúc dưới điều kiện áp suất xuyên màng
Tế bào lọc kiểu chết được sử dụng trong mọi thử nghiệm lọc hoạt động ở áp suất xuyên màng tối đa 1,5 bar. Không quan sát thấy biến dạng hay nứt vỡ nào trên các nền gốm nhôm trong suốt quá trình thử nghiệm, cho thấy sự tương thích hoàn hảo với các thiết lập lọc kiểu chết tiêu chuẩn trong phòng thí nghiệm. Trong thử nghiệm vận hành liên tục dài hạn kéo dài 720 phút, nền gốm giữ ổn định lớp hoạt tính composite polyamide-CDC ở mặt trên mà không có hiện tượng rửa trôi hay bong tróc vật liệu chức năng.
Các chỉ số hiệu suất tách dầu/nước đã công bố (dữ liệu chính thức từ bài báo khoa học)
Màng M-50 được tải 50 mg APTES@CDC đạt lưu lượng thẩm thấu 76,05 LMH (L m⁻² h⁻¹) ở nồng độ dầu đầu vào 67,5 ppm và áp suất xuyên màng 1 bar;
Màng M-200 đạt hiệu suất tách dầu cao nhất vượt quá 99,88%;
Mẫu lõi M-100 duy trì hiệu suất tách ổn định trong suốt quá trình lọc liên tục 720 phút, chỉ giảm nhẹ lưu lượng thẩm thấu; tỷ lệ loại bỏ dầu giữ ổn định ở mức 99,8%;
Các phép đo góc tiếp xúc xác nhận rằng màng tổng hợp đã được biến tính thể hiện tính siêu ưa nước trong không khí và tính siêu kỵ dầu dưới nước; nền alumina đóng vai trò nền tảng hỗ trợ ổn định để điều chỉnh khả năng ưa ướt bề mặt.
Đảm bảo kết quả thí nghiệm song song có thể lặp lại
Các thử nghiệm so sánh tải lượng CDC theo bậc thang và các thử nghiệm cấp liệu với nồng độ thay đổi (nhũ tương dầu trong nước ở 67,5 ppm, 125 ppm và 250 ppm) đều sử dụng nền alumina Highborn giống nhau. Các mẫu song song cho thấy các mẫu vật lý và dữ liệu hiệu suất lọc nhất quán, chứng minh độ xốp đồng đều và độ phẳng bề mặt giữa các sản phẩm gốm alumina của Highborn trong cùng một mẻ sản xuất — đây là điều kiện tiên quyết quan trọng để thực hiện nghiên cứu so sánh có thể lặp lại trong các phòng thí nghiệm học thuật.
3. Phát biểu mục tiêu về giá trị nghiên cứu khoa học
Bài báo tập trung vào các thách thức trong xử lý nước khai thác từ mỏ dầu và nước thải dầu được ổn định bằng chất hoạt động bề mặt. So với các màng lọc siêu lọc polymer và các hệ thống màng gốm khác, màng gốm composite dựa trên alumina thể hiện những ưu điểm toàn diện, bao gồm độ trơ nhiệt và hóa học vượt trội, áp suất vận hành yêu cầu thấp và hiệu suất loại bỏ dầu cao. Giá đỡ gốm alumina xốp của Highborn với độ rỗng 45% và kích thước lỗ 0,5 μm cung cấp các nền giá đỡ chuẩn hóa, ổn định về cấu trúc cho màng gốm mới này được trang trí bằng CDC, đóng vai trò như một khung cứng thiết yếu cho toàn bộ hệ thống màng tách dầu/nước.
Bài báo khoa học chính thức được bình duyệt bởi đồng nghiệp, công bố trên tạp chí uy tín Membranes của nhà xuất bản MDPI, là tài liệu nghiên cứu công khai chính thức nêu rõ việc sử dụng gốm nhôm oxit xốp do Công ty Công nghệ Lianyungang Highborn cung cấp. Nghiên cứu này một cách khách quan xác nhận tính ổn định cấu trúc, độ nhất quán giữa các lô sản xuất và khả năng tương thích với các quy trình sửa đổi toàn bộ chuỗi của giá thể nhôm oxit do Highborn sản xuất trong lĩnh vực chế tạo màng học thuật, quá trình lọc dưới áp lực kéo dài và các quy trình chức năng hóa hóa học đa bước. Trong thời gian tới, Công nghệ Highborn sẽ tiếp tục cung cấp các chất nền gốm nhôm oxit xốp được thiết kế riêng theo yêu cầu, với kích thước lỗ rỗng điều chỉnh được (0,1–10 μm) và độ xốp hở (30%–55%), đáp ứng nhu cầu nghiên cứu tại phòng thí nghiệm; đồng thời liên tục cung cấp các giải pháp chất nền nội địa chuẩn hóa cho các dự án nghiên cứu tách màng do các trường đại học và viện nghiên cứu trên toàn thế giới thực hiện.
GIỚI THIỆU CÔNG TY
Công ty TNHH Công nghệ Lianyungang Highborn chuyên về nghiên cứu và phát triển cũng như sản xuất hàng loạt các bộ phận gốm xốp tiên tiến, bao gồm các nền gốm nhôm oxit xốp, silicon cacbua và zirconi oxit. Dịch vụ tùy chỉnh bao gồm điều chỉnh kích thước lỗ rỗng (0,1–10 μm) và độ xốp hở (30%–55%) có sẵn. Sản phẩm của chúng tôi được ứng dụng rộng rãi trong các tình huống nghiên cứu phòng thí nghiệm và quy mô thử nghiệm, chẳng hạn như tách dầu/nước, chế tạo nền lọc siêu lọc/lọc nano, chất mang xúc tác và màng gốm tách khí. Các nền gốm của chúng tôi đã được xuất khẩu sang nhiều quốc gia và thường xuyên được sử dụng trong các nghiên cứu chính thống được công bố trên các tạp chí quốc tế.
Ghi chú về tuân thủ
Tất cả các mô tả về hiệu suất của chất nền, các thông số thí nghiệm và dữ liệu tách được trích dẫn trong bài báo tin tức này đều được lấy đầy đủ từ bài báo gốc năm 2022 trên tạp chí Membranes. Không có bất kỳ tuyên bố phóng đại nào về hiệu suất hay diễn giải chủ quan nào; mọi phát biểu đều có thể đối chiếu và xác minh lại dựa trên bản thảo học thuật gốc.
Hướng dẫn nhất quán về thuật ngữ gốc từ tạp chí trọng yếu
Tất cả các thuật ngữ kỹ thuật chuyên ngành trong bài báo tin tức này tuân thủ nghiêm ngặt cách diễn đạt được sử dụng trong bài báo A Simple Approach to Fabricate Composite Ceramic Membranes Decorated with Functionalized Carbide-Derived Carbon for Oily Wastewater Treatment, bao gồm:
carbon carbide-được suy xuất (CDC), APTES, piperazine, acyl clorua terephthalic (TPC), trùng hợp giao diện, buồng lọc kiểu dead-end, áp suất xuyên màng, lưu lượng thấm (LMH), nhũ tương dầu-trong-nước (O/W), nhũ tương được ổn định bằng chất hoạt động bề mặt, hiệu suất tách, tỷ lệ loại bỏ dầu, vận hành liên tục dài hạn, kính hiển vi điện tử quét (SEM), bản đồ phân bố nguyên tố EDX, nhiễu xạ tia X (XRD), phổ ATR-FTIR, siêu ưa nước, siêu kỵ dầu dưới nước, độ xốp hở, kích thước lỗ danh nghĩa, nước khai thác, màng lọc siêu lọc polymer, độ trơ nhiệt và hóa học
EN
