Исследователи во главе с профессором Мацуяма Хидето и профессор ЕШИОКА Tomohisa в Исследовательском центре Университета Кобе для мембранного и технологии кино удалось разработать ультратонкие мембраны с обрастания-упорного кремнезема обработки поверхности высокая производительность разделения нефти от воды.
Кроме того, эта мембрана была показана, чтобы быть универсальным; он был в состоянии, чтобы отделить воду от широкого спектра различных маслянистых веществ.
Эти результаты были опубликованы онлайн в журнале Химия материалов на 3 октября 2019.
Введение
Развитие технологии, чтобы отделить масло от воды имеет решающее значение для борьбы с разливами нефти и загрязнением вод, образующихся в различных отраслях промышленности. К 2025 году, согласно прогнозам, две трети населения мира не имеют достаточного доступа к чистой воде. Поэтому разработка технологий для фильтрации нефтесодержащих эмульсий и, следовательно, увеличить количество доступной чистой воды уделяется все большее внимание.
По сравнению с традиционными методами очистки, включая центрифугирование и химическая коагуляция, разделение мембраны была предложена в качестве недорогой, эффективной энергии альтернативные. Хотя эта технология была значительно развита, большинство мембран страдают от проблем загрязнения, при которой капельки масла вам необратимо поглощенной на поверхность. Это приводит к мембране поры, впоследствии снизив его срок службы и эффективность.
Одним из способов смягчения проблемы загрязнения является добавление обработки поверхности к мембране. Однако, многочисленные эксперименты с этим методом сталкивались с такими проблемами, как изменения в первоначальной структуре поверхности и ухудшение качества обработанной поверхности слой с сильной кислотой, растворами щелочей и солей. Эти проблемы ограничивают практическое применение таких мембран в суровых условиях во время очистки сточных вод.
Методология Исследования
В этом исследовании ученые преуспели в разработке мембрана, состоящая из пористого поликетон (поддержка ПК) с 10 нано-метровой толщины окисного слоя кремния наносят на верхнюю поверхность. Этот тонкий слой был сформирован на ПК фибрилл с помощью электростатического притяжения отрицательно заряженного кремния был привлечен к положительно заряженным ПК.
ПК мембрана имеет высокую проницаемость воды в связи с ее большими порами и высокой пористостью. Процесс окремнения — добавление кремнезема на ПК фибрилл — обеспечивает сильную масло-репеллент покрытие для защиты поверхности модифицированной мембраны от проблемы обрастания.
Еще одним плюсом этой оболочки является то, что она не требует большого давления, чтобы добиться высокого проникновения воды. Мембрана выставлены проникания воды под действием силы тяжести — даже когда уровень воды как минимум 10 см (с давлением ок. Был использован 0.01 атм). Кроме того, разработаны мембраны смог отказать в 99,9% капли масла — в том числе с размером 10 нанометров. Используя эту мембрану площадью 1м2, 6000 литров сточных вод может рассматриваться в течение одного часа под давление 1атм. Также было показано, чтобы быть эффективным в том, чтобы отделить воду от различных нефтесодержащих эмульсий.
Как уже упоминалось, силификация оказало сильное масло репеллент покрытие. С помощью экспериментов, проведенных на мембране, чтобы проверить его стойкость против обрастания, было обнаружено, что нефть не стала адсорбироваться на поверхности и, что капли масла могут быть легко очищено. Эта мембрана проявили большую толерантность в отношении различных кислотных, щелочных, растворителей и растворов солей.
Заключение
Мембранная ультратонкий разработанный в этом исследовании продемонстрировано эффективное отделение воды от нефтесодержащих эмульсий, в дополнение к анти-напакостя сопротивление. Технологий для разделения эмульсий незаменимо в борьбе против загрязнения воды и нехватки чистой воды. Ожидается, что эта разработка может быть использована в лечении промышленность сточные воды.
сделать разницу: спонсорские возможности
Ответить
Хотите присоединиться к обсуждению?Не стесняйтесь вносить свой вклад!