Дата публикации: 10 марта 2020 г.

Университет Манчестера: мембранная сепарация масел стала проще

Разделение масла стало проще благодаря мембране из материала 2D. Исследователи Манчестерского университета сделали шаг вперед в преодолении одной из самых больших проблем в мембранной технологии - мембранного загрязнения.

Мембранная сепарация имеет важное значение для различных процессов, таких как фильтрация воды и разделение нефти и газа. Использование графена и других двумерных материалов в мембранной технологии привлекло значительное внимание благодаря тому, что они позволяют фильтровать примеси, что раннее считалось невозможным.

Загрязнение является неизбежным процессом в мембранном разделении, когда в порах мембраны возникают закупорки, останавливая поток и препятствуя нормальной работе мембраны. Загрязнение является особенно серьезной проблемой для технологии отделения масла из-за того, что капли масла легко прилипают к поверхности мембраны.

Статья об исследовании опубликована в журнале Nature Communications. Группа ученых на базе Департамента химической инженерии и аналитических наук, Института Генри Ройса the Department of Chemical Engineering & Analytical Science, Henry Royce Institute и Национального института графена (National Graphene Institute) сотрудничестве с Университетским колледжем Лондона (University College London,UCL), продемонстрировала, что отслоившаяся двумерная форма вермикулита, естественный глинистый минерал, может использоваться в качестве стойкого к обрастанию покрытия для отделения масла от воды.

Известно, что повышение смачиваемости водой и уменьшение адгезии масла к мембране может уменьшить загрязнение мембраны из-за отложения масла. В прошлом научное сообщество уделяло основное внимание настройке поверхностного заряда мембраны путем химической модификации, чтобы повысить смачиваемость воды и, следовательно, уменьшить загрязнение. Эти попытки частично увенчались успехом, но долгосрочные свойства против обрастания еще не были достигнуты.

Теперь команда из Университета Манчестера обнаружила, что смачивающие свойства вермикулитовых мембран, полученных путем укладки множества слоев двумерных листов вермикулита, могут быть перестроены с супергидрофильного на гидрофобный путем простого обмена катионов, присутствующих на поверхности и между слоев вермикулита.

«Литиевые вермикулитовые мембраны не только обеспечивают супергидрофильность, но и отталкивают капли масла во время фильтрации благодаря их подводным суперолеофобным свойствам. Адгезия масла под водой на покрытых вермикулитом мембранах для микрофильтрации была более чем в 40 раз ниже, чем на мембране без покрытия» - сказал ведущий автор статьи, доктор наук Кун Хуанг (Kun Huang). 

Продемонстрированное разделение нефти и воды является лишь одним из примеров использования супергидрофильных противообрастающих мембран. Их применение может быть распространено на другие области, такие как разработка самоочищающихся поверхностей и фильтров против обрастания для биофильтрации.

«Разработка противообрастающих мембран для разделения нефти и воды является долгожданной целью для ученых и технологов, что видно из быстрого роста числа публикаций в этой области. Мы полагаем, что наша работа обеспечивает существенное продвижение в фундаментальном понимании смачивающих свойств твердых частиц вплоть до молекулярного уровня и является заметной вехой в разработке надежных мембранных технологий, устойчивых к загрязнению» - сказал профессор сказал Рахул Равеендран Наир (Rahul Raveendran Nair).

Источник: manchester.ac.uk

Гасанбекова Л. А. Оценка эффективности финансово-хозяйственной деятельности государственных унитарных предприятий Практическое пособие / Л. А. Гасанбекова, В. И. Никитина, Б. В. Сошников; под общ. науч. ред. канд. экон. наук О. А. Коробко. – М.: ФГБНУ «Аналитический центр» Минобрнауки России, 2019. – 49 с. (ISBN 978-5-904670-54-2). Доступна электронная версия печатного издания.

Вопросы контроля хозяйственной деятельности и финансового аудита, национальной безопасности, системного анализа и управления Сборник материалов III Всеросс. науч.-практ. конф., г. Москва, 29 декабря 2017. – М.: ФГБНУ «Аналитический центр» Минобрнауки России, 2018. – 200 с. (ISBN 978-5-904670-53-5). Доступна электронная версия печатного издания.

открыть полный список изданий Центра →