הצגת מוצר
ממברנת עמודת SiC מורכבת מ-13 מוצרי ממברנה צינורית משושה, מה שהופך את הפיזור ההידראולי של תעלת הזרימה לאחידה יותר במהלך ייצור מים ושטיפת חזרה. אפקט שחזור השטיפה לאחור יוצא מן הכלל. טכנולוגיה זו תואמת למערכות UF ממברנות אורגניות מסורתיות ומספקת אמצעי יעיל ואמין יותר לטיפול במים.
הליבה הקרמית סיליקון קרביד מציגה מספר יתרונות על פני חומרים אחרים המשמשים לטיפול במים. לדוגמה, יש לו הידרופיליות טובה יותר, נקבוביות גבוהה יותר והתאוששות ניקוי מעולה. מבנה הממברנה הקרמית מגדיל משמעותית את שטח הממברנה הפעיל ליחידת נפח של המערכת. מוצר זה יעיל מאוד בהסרת זיהומים מהמים, כולל חיידקים, וירוסים ומזהמים אחרים.
בפרט, הנקבוביות הגבוהה של הממברנה הקרמית משפרת את יעילות הטיפול במים. היא מאפשרת למים לעבור דרך נקבוביות הממברנה מהר יותר ומפחיתה את תדירות ההתכלות של הממברנה. העיצוב המבני הייחודי של הליבה הקרמית SiC מבטיח שהחלוקה ההידראולית של תעלת הזרימה של כל מוצר ממברנה צינורית תהיה אחידה יותר במהלך ייצור המים והשטיפה לאחור. תכונה זו מאפשרת ייצור מים יציב יותר ומפחיתה את הסבירות לסתימה ועיכול.
אחד היתרונות המשמעותיים ביותר של ממברנת SiC Column הוא התאימות שלה למערכות UF ממברנות אורגניות מסורתיות. תאימות זו מאפשרת שילוב קל של הטכנולוגיה החדשה במערכות קיימות לטיפול במים, מה שהופך את השדרוגים לפשוטים ובמחיר סביר. הליבה הקרמית סיליקון קרביד מאפשרת גם צפיפות אריזה גבוהה יותר מאשר טכנולוגיות אחרות, ולכן נדרש פחות מקום, וזה שיקול חשוב באזורים עם שטח מוגבל.
מוצר זה מציע מספר יתרונות, לרבות יעילות גבוהה יותר, איכות מים טובה יותר וקלות אינטגרציה עם מערכות קיימות. הטכנולוגיה הוכחה אמינה בבדיקות וביישומים בעולם האמיתי, והיא צוברת פופולריות במהירות בתעשיית הטיפול במים.
בנוסף לביצועים המעולים שלו, הוא גם ידידותי לסביבה. הוא אינו מסתמך על כימיקלים מזיקים או מייצר תוצרי לוואי מסוכנים, מה שהופך אותו לפתרון אידיאלי לטיפול בר קיימא במים.
יתרונות של החלפת ממברנות אורגניות בממברנות סיליקון קרביד
עמידות בטמפרטורה גבוהה
יציבות: לממברנת סיליקון קרביד יש עמידות בטמפרטורה גבוהה במיוחד ויכולה לשמור על תכונות פיזיקליות וכימיות יציבות בסביבות טמפרטורות גבוהות. לעומת זאת, ממברנות אורגניות עלולות לחוות פגיעה בביצועים או נזק בטמפרטורות גבוהות.
הרחבת יישום: זה גורם לממברנות סיליקון קרביד להיות בעלי פוטנציאל יישום גדול יותר בתחומים תעשייתיים הדורשים עיבוד בטמפרטורה גבוהה, כגון ייצור זכוכית, טיפול בחום וכו'.
עמידות בפני קורוזיה
ישימות רחבה: לממברנת סיליקון קרביד יש עמידות מצוינת בפני קורוזיה למגוון חומרים כימיים ויכולה לפעול ביציבות לאורך זמן בסביבות קורוזיביות. הממברנה האורגנית עלולה להינזק במדיות קורוזיביות כגון חומצה חזקה ואלקלי חזק.
עלויות תחזוקה מופחתות: תכונה זו מפחיתה את תדירות ההחלפה והתחזוקה עקב קורוזיה, ומפחיתה את עלויות התפעול לטווח ארוך.
תפוקה גבוהה
שפר את יעילות הטיפול: השטף של ממברנות סיליקון קרביד יכול להיות יותר מפי 5 מחומרי ממברנה אורגניים מסורתיים, מה שאומר שבאותם תנאים, ממברנות סיליקון קרביד יכולות לבצע משימות כמו טיפול במים מהר יותר ולשפר את יעילות הטיפול.
חיסכון באנרגיה והפחתת פליטות: מאפייני התפוקה הגבוהים עוזרים להפחית את זמן העיבוד וצריכת האנרגיה, בהתאם לצרכים של התעשייה המודרנית לחיסכון באנרגיה והפחתת פליטות.
חזק ועמיד
חיים ארוכים: חומר ממברנת הסיליקון קרביד חזק ועמיד, בעל חיי שירות ארוכים וניתן להחלפה לכל החיים. לעומת זאת, ייתכן שיהיה צורך להחליף ממברנות אורגניות באופן קבוע, מה שמגדיל את עלויות התחזוקה.
תחזוקה מופחתת: חיים ארוכים ועלויות תחזוקה נמוכות הופכות את ממברנות הסיליקון קרביד לאידיאליות לשימוש ארוך טווח.
עלויות תפעול מופחתות
יתרונות מקיפים: מכיוון שלממברנת הסיליקון קרביד יש מאפיינים של עמידות בטמפרטורה גבוהה, עמידות בפני קורוזיה, תפוקה גבוהה ועמידות מוצקה, היא יכולה להפחית משמעותית עלויות נוספות הנגרמות כתוצאה מנזק לציוד, תחזוקה והחלפה במהלך הפעולה.
כלכלה: למרות שההשקעה הראשונית של ממברנות סיליקון קרביד עשויה להיות גבוהה יותר, בטווח הארוך, עלויות התפעול המקיפות שלה נמוכות בהרבה מאלו של ממברנות אורגניות.
מגוון רחב של יישומים
טיפול במים: יש לו יתרונות עצומים וסיכויי יישום בנושאי בטיחות סביבת מים מרכזיים כמו בטיחות מי שתייה, שפכים תעשייתיים קשים ומקווי מים שחורים ומסריחים עירוניים.
ייצור תעשייתי: יש לו גם יישומים חשובים בייצור זכוכית, ייצור זכוכית אופטית ותחומים אחרים, כגון שיפור ההתנגדות המכנית לשריטות, עמידות חמצון בטמפרטורה גבוהה ואופטי.
תכונות של זכוכית.
חדשות בתעשייה
המכון למחקרים מתקדמים של שנחאי, האקדמיה הסינית למדעים, התקדמה במחקר של התפלת מי ים מהירה במיוחד תוך שימוש בחומרי ממברנה חדשים
צוות ההפרדה והמרת האנרגיה של Nanopore של מכון המחקר המתקדם של שנחאי (SAISI) של האקדמיה הסינית למדעים עשה התקדמות חשובה במחקר של התפלת מי ים מהירה במיוחד של ממברנות גביש מצומדות של מסגרת. התוצאות הקשורות פורסמו בכתב העת של האגודה האמריקנית לכימיה עם הכותרת "מסגרות מצומדות אלקאדיין-פירן עם אפקט אי הכללה על פני השטח להתפלת מי ים מהירה במיוחד" ונבחרו ככריכה.
המחבר הראשון של המאמר הוא גונג דיאן, דוקטורנט של מכון המחקר המתקדם של שנחאי, ופרופסור וון בינגהאי מאוניברסיטת גואנגשי. המחבר המקביל הוא החוקר זנג גאופנג, והמחברים המתכתבים הם פרופסור חבר ז'ו ז'יגאו מאוניברסיטת נאנג'ינג למדע וטכנולוגיה והחוקר המשנה ליו שינג מאוניברסיטת שנגחאי. עבודת מחקר זו מומנה על ידי הקרן הלאומית למדעי הטבע של סין, ועדת המדע והטכנולוגיה של שנחאי ופרויקטים אחרים, והאפיון המתקדם נתמך על ידי קו הקרן B14W1 של מקור האור של שנגחאי.
לתהליך התפלת מי הים (מלח) בזיקוק הממברנה, המונע על ידי שיפוע טמפרטורה, יש את היתרונות של קצב התפלה גבוה, התאמה לתמלחת מרוכזת וקצב החזרת מים מתוקים גבוה במיוחד. בשילוב עם אספקת אנרגיה/אנרגיה מתחדשת ברמה נמוכה, זיקוק ממברנות הוא גם תהליך התפלת מי ים ירוק ובר קיימא.
עם זאת, חומרי הממברנה המיינסטרים נגועים בשטף מים נמוך, מה שמגביל ברצינות את היעילות של ייצור מים מתוקים ויישום בקנה מידה גדול.
לכן, טכנולוגיית ממברנות התפלת מי ים בשטף גבוה נחשבת לאחת מ"טכנולוגיות ההפרדה שמשנות את העולם".
על מנת להשיג קצב התפלה גבוה ולשפר משמעותית את שטף המים, יש צורך לחקור חומרי ממברנה ומבני ממברנה חדשים.
במחקרים קודמים, הצוות השתמש לראשונה בחומר בעל מבנה מסגרת פחמן מצומד, גרפין, כדי להכין קרום מרוכב על ידי סולוותרמית קלה באתרו, והשיג בהצלחה עלייה בסדר גודל בשטף המים בהתפלת מי ים בזיקוק ממברנה (מי ים בטבע, 2023, 1, 800-807).
המשטח החלק של מבנה המסגרת הגרפין מספק אנטי הרטבה וקצב התפלה גבוה במיוחד, ותצורת הננו-קיר האנכית מספקת תעלת העברת מסה אדי מים מהירה במיוחד.
לחומרי מסגרת פחמן מצומדים ל-Diyne יש שינויים מבניים עשירים בהתאם לקבוצות המרכזיות השונות של המונומרים, והם משפחה חדשה גדולה של חומרים דו-ממדיים.
בהתבסס על תרגול מוצלח של התפלה מהירה של ממברנות גרפין, לימוד תכונות יצירת הממברנה והתפלה של חומרי מסגרת פחמן מצומדים בטווח רחב יותר תהיה בעלת משמעות רבה עבור יישום הפרדת הממברנה של חומרים כאלה.
לאור זאת, במחקר אחרון, הצוות הרחיב את אובייקט המחקר של ממברנת מסגרת מצומדת דו מימדית מגרפין לפירין דיין דמוי גרפין.
באמצעות סיבים חלולים נקבוביים כנשאים, הם השתמשו במקור הנחושת על פני הנשא כזרז בתנאים סולבו-תרמיים קלים כדי לזרז ישירות את הסינתזה של ממברנות מרוכבות של פירן דיין ממונומרים של טטרה-אתניל-פירן באמצעות תגובות צימוד דיין.
Vacuum membrane distillation tests showed that the desalination rate of pyrene diyne conjugated framework membranes for simulated seawater was >99.9%, ושטף המים הגיע ל-~500Lm-2h-1, חורג משטף הממברנה המסחרית בסדר גודל אחד לפחות.
חישובים תיאורטיים של דינמיקה מולקולרית והדמיות מספריות של מכניקת נוזלים הראו שהיחס בין קוטר-אורך גדול של נקבוביות היררכיות בממברנות מרוכבות של pyrene diyne וההידרופוביות המתונה של פני הממברנה תורמים להעברת מסה בתפוקה גבוהה, בעוד שהמשטח דמוי הגרפיט של המסגרת המצומדת מבודדת את המגע והמעבר של יוני מלח.
חישובי סימולציה גם אישרו שיוני מלח אינם יכולים לחדור לנקבוביות התוך-מישוריות של המסגרת. עבודה זו מאמתת שלממברנות מסגרת מצומדות דו-ממדיות דמויות גרפין וגרפין יש את המאפיין המשותף של התפלה מהירה במיוחד, מה שמספק בסיס מוצק לבחירת מונומרים של פילמור זמינים וזולים יותר ולשימושים מעשיים.
תגיות פופולריות: sic עמוד קרום, סין sic עמוד קרום יצרנים, ספקים, מפעל
