Web of Science (SCI) tilføjede for nylig 5 artikler relateret til keramisk membranvandbehandling.
1. Transforming af spild til vandfiltre: En mini-gennemgang af keramiske membraner fra genbrugsmaterialer
Journal: Affald
Den globale vandkrise bliver ved med at forværres, og industrielt og kommunalt affald akkumuleres fortsat ubæredygtigt, hvilket presserende kræver innovative løsninger, der er i overensstemmelse med konceptet om en cirkulær økonomi. Denne gennemgang undersøger transformationspotentialet af affalds-baserede keramiske membraner-ved at bruge dem som en bæredygtig vandrensningsstrategi for samtidig at løse de dobbelte udfordringer med udnyttelse af affaldsressourcer og knaphed på rent vand. Traditionelle keramiske membraner er fremstillet af uorganiske materialer med høj-renhed og er kendt for deres fremragende kemiske korrosionsbestandighed, termiske stabilitet og holdbarhed. Nyere forskning viser, at industrielle biprodukter som rødt mudder, flyveaske, højovnsslagge, kulgang og ovnvalseaffald alle effektivt kan omdannes til filtermaterialer, der kombinerer lave omkostninger og høj ydeevne. Denne artikel gennemgår systematisk forberedelsesprocessen, materialeegenskaber og ydeevneindikatorer for affalds-baserede keramiske membraner, hvilket demonstrerer gennemførligheden af denne tilgang: At omdanne industrielt affald til funktionelle filtermaterialer kan ikke kun reducere miljøforurening, men også give stærk støtte til global vandsikkerhed og bæredygtig udvikling.
2. En overfladebefugtnings-drevet og foto-katalytisk selv-rensende TiO₂/Al₂O₃ keramisk membran til rensning af olieholdigt spildevand
Journal: OVERFLADER OG GRÆNSEFLADER
Membrantilsmudsning og fluxhenfald under langvarig-filtrering er de kerneudfordringer, som membran-baserede olie-vandemulsionsseparationsteknologier står over for. Denne undersøgelse forberedte en multifunktionel keramisk membran med hydrofil permeabilitet, oleofobicitet og fotokatalytiske selvrensende egenskaber- for at afhjælpe disse problemer. Denne membran blev fremstillet ved at dråbe-coating en nano-titaniumdioxid (TiO2) coating på et porøst aluminiumoxid (Al2O3) substrat efterfulgt af kalcinering. Strukturelle, morfologiske og sammensætningsanalyser ved hjælp af røntgendiffraktion (XRD), scanningelektronmikroskopi (SEM), energi-dispersiv røntgenspektroskopi (EDX) og elementær kortlægning bekræftede dannelsen af en ensartet og tæt TiO₂ tyndt lag på substratets overflade eller c-forandrende struktur på Al₃-overfladen. forårsager poreblokering.
Karakterisering af overfladebefugtning af den nano-TiO₂-coatede Al₂O₃-membran afslørede superhydrofile og superoleofile egenskaber i luft, mens den udviste superoleofobiske egenskaber under vand. Denne unikke befugtningsadfærd stammer fra den høje overfladeenergi af selve TiO₂ og den synergistiske effekt af den hierarkiske nano/mikron-ruhedsstruktur på membranoverfladen.
Ydeevnetest af olie-vandemulsionsseparation under et kryds-flowfiltreringssystem viste, at membranens permeatflux steg omtrent lineært med stigende driftstryk, og separationseffektiviteten forblev stabil over 99 % inden for trykområdet på 0,5-2 bar. Langtids--stabilitetstest efter 840 minutters kontinuerlig drift viste, at permeatfluxen, påvirket af organisk (olie)forurening, faldt til ca. 70 % af dens oprindelige værdi, men separationseffektiviteten svingede ikke væsentligt. Endnu vigtigere, ved at udnytte TiO₂'s iboende fotokatalytiske selvrensende egenskaber, var der kun brug for 45 minutters UV-bestråling for effektivt at nedbryde akkumulerede organiske forurenende stoffer på membranoverfladen og genoprette fluxen til cirka 90 % af dens oprindelige værdi.
3. Genvinding af vaskevand ved hjælp af bæredygtig keramisk membran fra affaldsmarmorstøv: Ydeevne, begroningsanalyse
Tidsskrift: Miljøforskning
Accelereret urbanisering og hurtig udvikling af nye vækstøkonomier har ført til over-udnyttelse af vandressourcer. Selvom landbrug og industri tegner sig for over 60 % af det samlede vandforbrug, er vandforbrug i boliger også en væsentlig kilde til spildevand -næsten 50 %-80 % af det udledte spildevand stammer fra husholdningsaktiviteter. Fortsat befolkningstilvækst og urbanisering øger direkte efterspørgslen efter vasketøj, hvilket resulterer i betydelige mængder vaskeri spildevand.
Denne undersøgelse anvender en bæredygtig keramisk membran fremstillet af affaldsmarmorstøv til at behandle vasketøjsspildevand, kombineret med et tyngdekrafts-drevet blindgyde-filtreringssystem, hvilket resulterer i lave samlede procesomkostninger. Membranens ydeevne blev evalueret ud fra to dimensioner: fjernelse af forurenende stoffer og antibegroningsevne. Under lavt-tryk ved kun 0,05 bar opnåede membranen en fjernelseshastighed på 88 % for Chemical Oxygen Demand (COD), 98 % for Microplastics (MPs) og 99 % for turbiditet. Råvands-COD- og MP-koncentrationerne var henholdsvis 1265 mg/L og 2,88 × 106 partikler/L; efter behandling faldt COD til 145 mg/L, hvilket levede op til acceptstandarder for ikke-drikkelig brug. Samtidig udviste membranen fremragende antifouling-ydeevne med en fluxgenvindingsrate (FRR) på 81%.
Begroningsmekanisme-analyse viste, at membranbegroning var domineret af de kombinerede virkninger af fuldstændig poreblokering og kagefiltrering. Denne membran kombinerer høj effektivitet til fjernelse af forurenende stoffer med fremragende antifouling-egenskaber, hvilket gør den ideel til behandling af vasketøjsspildevand, hvor det producerede vand kan genbruges direkte i ikke-drikkelige applikationer.
4. UV-C LED-desinfektion af antibiotika-resistent Escherichia coli i vand: Integration med keramisk membranfiltrering
Journal: PROCESSER
Spredningen af antibiotikaresistens er blevet et globalt problem, der truer folkesundheden og økosystemernes sikkerhed. Udvikling af nye desinfektionsteknologier er en vigtig retning for at tackle denne udfordring. Denne undersøgelse brugte dybe ultraviolet lys-emitterende dioder (UV-C LED'er) til at validere inaktiveringen af antibiotika-resistente Escherichia coli isoleret fra virkelige- akvatiske miljøer (herunder havvand, overfladevand og behandlet kommunalt genvundet vand).
Forsøget udvalgte to typiske UV-C-bølgelængder, 255 nm og 265 nm, og anvendte UV-bestrålingsdoser på 1-7 mJ/cm² til fosfatbufferopløsninger inokuleret med en blandet bakteriekultur af 10 stammer af E. coli. Resultaterne viste, at ved en bestrålingsdosis på 2 mJ/cm² opnåede begge bølgelængder ca. fem størrelsesordener af bakteriel logaritmisk inaktivering. Skanneelektronmikroskopi (SEM) observation afslørede ikke signifikante ændringer i bakteriel morfologi efter UV-bestråling, men kvantitativ påvisning af pyrimidin-dimer-dannelse blev observeret -ca. inaktiveringsmekanisme.
Undersøgelsen testede også vandbehandlingsydelsen af siliciumcarbid keramisk flade plademembran: den gennemsnitlige afvisningsrate for både total coliforme og E. coli nåede 99,9 %. Sammen med UV-C LED-teknologi og keramisk membranteknologi kan der opnås dyb desinfektion af membrankoncentratet med en inaktiveringsrate på 99,985 % eller højere, hvilket fuldt ud demonstrerer anvendelsespotentialet af denne teknologikombination inden for effektiv vanddesinfektion. Billede
5. Effektiviteten af nano-halloysit-keramiske membraner til at fjerne bly fra forurenet vand.
Tidsskrift: Vandvidenskab og teknologi
Denne undersøgelse forberedte keramiske nanokompositmembraner dopet med halloysit nanorør (HNT'er) og mangantetroxid (Mn₃O₄) nanopartikler og evaluerede systematisk deres blyfjernelsesevne i vand. Seks typer af keramiske nanokompositmembraner blev fremstillet ved at justere HNT-indholdet (75, 80, 85 vægt-%) og sintringstemperaturen (900, 1000 grader), mens klinkertilsætningen (8 vægt-%) og Mn3O4-doping blev holdt konstant.
Vandfluxtestresultater viste, at H85-900-membranen (indeholdende 85 % HNT, sintret ved 900 grader) havde den bedste permeabilitet med en flux på 390 L/(m²·h) ved et tryk på 5 bar. I test af syntetiserede blyholdige vandige opløsninger viste H80-1000-membranen (indeholdende 80 % HNT, sintret ved 1000 grader ) den højeste blyfjernelseshastighed og nåede 99,84 %. I faktiske grundvandsspikningstests opretholdt denne membran en høj fjernelseseffektivitet på 99,16 %.
Denne undersøgelse syntetiserede Mn₃O₄-nanopartikler ved hjælp af en co-præcipitationsmetode og udførte multi-dimensionel karakterisering: Scanningelektronmikroskopi (SEM) viste ensartet partikelkrystallisation med en størrelse på 30-40 nm; Røntgenfluorescensspektroskopi (XRF) bekræftede en Mn3O4-renhed på 95,2%; Røntgendiffraktion (XRD) indikerede et tetragonalt krystalsystem; og UV-Vis-spektroskopi viste karakteristiske absorptionstoppe ved 220 nm (O²⁻-Mn²⁺/Mn³⁺ ladningsoverførsel) og 350 nm (d-d krystalfeltovergang). Disse resultater viser, at keramiske membraner, der anvender lokalt fremstillet halloysit, har et godt anvendelsespotentiale inden for tungmetalsanering i vandbehandling.
