Britaniyalik tadqiqotchilar palma yog'i o'simliklarining oqava suvlarini tozalash uchun fotokatalitik oksidlanish bilan birlashtirilgan keramik ichi bo'sh tolali membranani ishlab chiqdilar. Palma yog'i sanoati global qishloq xo'jaligining ustunidir, ammo ishlab chiqarish jarayonida ishlab chiqarilgan palma yog'i o'simliklarining oqava suvlari (POME) yuqori organik yuk va chuqur rangga ega bo'lib, an'anaviy biologik va fizik-kimyoviy muolajalarni standartlarga javob berish uchun etarli emas. To'g'ridan-to'g'ri oqizish evtrofikatsiyaga va ekologik zararga olib keladi. Tadqiqotchilar chuqur POME bilan ishlov berish va membranani ifloslantirish muammolarini hal qilish uchun TiO₂-ko‘milgan ikki qavatli- mullit keramik ichi bo‘sh tolali membranani ishlab chiqdilar.
I. Eksperimental loyihalash va tayyorlash usuli
1.Materiallar va tuzilish: ichki qatlam sof mullit bo'lib, mexanik yordam va filtrlash substratini ta'minlaydi; tashqi qatlam mullit + 1~4 wt% TiO₂ bo'lib, fotokatalitik faollikni beradi.
2. Tayyorlash jarayoni: Fazali transformatsiya +-sinterlash usuli qo'llaniladi. 1350 gradusda sinterlash ikki qatlamli qatlamni yo'qotish muammosini bartaraf qiladi va ichi bo'sh tolalar tuzilishi birgalikda ekstrusion kalıplama bilan tayyorlanadi.
3.Membrana ma'lumotlari: Yakunlangan membrana qalinligi (sinterlashdan keyin): Bir qavatli membrana (SL): 900 mkm, Ikki qatlamli membrana: 1090–1310 mkm; Sinov uchun ishlatiladigan membrana uzunligi: fotokataliz sinovi uchun 10 sm, oqim/ushlab turishni kesish sinovi uchun 7 sm.
II. Tadqiqot natijalari
1.Tuzilish va ishlash korrelyatsiyasi: Ikki qavatli membran delaminatsiyasiz qattiq bog'lanishni namoyish etadi va TiO₂ muvaffaqiyatli yuklanadi, qo'shilishi bilan Ti miqdori 3,76% gacha ko'tariladi. 3 og'irligi% TiO₂ (DL3) eng yuqori egilish mustahkamligini (16,34 MPa) va eng yaxshi mexanik barqarorlikni ko'rsatadi; 4 wt% TiO₂ (DL4) eng kichik gözenek hajmiga ega (28,25 nm), ultrafiltratsiya darajasiga tegishli. TiO₂ yuklanishi g'ovaklikni va toza suv oqimini pasaytiradi, lekin ifloslanishga qarshi va oqim barqarorligini sezilarli darajada yaxshilaydi.
2.Ajratish va fotokatalitik effektlar: Ikki qavatli membrana bir qavatli membranadan ancha ustundir, DL₃ ni ushlab turish darajasi 54,50% ni tashkil qiladi, bir qavatli membrana uchun atigi 11,27-19,32%.
- Ifloslantiruvchi moddalarni olib tashlash: DL4 ultrabinafsha nurlar ostida eng yaxshi natijaga erishdi, KODni yo'qotish darajasi 44,92% va rangni yo'qotish tezligi 52,40% ga, oqim oqimi 18,90 L/(m²・h・bar).
- Barqarorlik va antifouling: DL3 va DL4 sezilarli darajada yuqori oqimni tiklash tezligi (FRR) va barqarorlik indeksini (SI) ko'rsatdi, hatto uch tsikldan keyin ham barqaror bo'lib, ajoyib o'zini tozalash samaradorligini namoyish etdi.
- Bir qavatli membranalar qattiq ifloslanishdan va oqimning keskin pasayishidan aziyat chekadi, ikki qavatli membranalar esa ifloslantiruvchi moddalarning TiO₂ fotokatalitik degradatsiyasi tufayli membrana ifloslanishini sezilarli darajada engillashtiradi.
III. Afzalliklar, kamchiliklar va kelajak istiqbollari
Innovatsion afzalliklar
- Ikki qavatli struktura mexanik kuch, filtrlash samaradorligi va fotokatalitik faollikni muvozanatlashtirib, TiO₂ ajratish va qayta tiklash muammosini hal qiladi.
- Seramika membranalari kislotalar, ishqorlar va yuqori haroratlarga chidamli bo'lib, polimer membranalarga qaraganda sanoat oqava suvlari uchun ko'proq mos keladi.
- Oʻz{0}}oʻzini tozalash xususiyatlari tozalash chastotasini kamaytiradi.
Kelajakdagi yo'nalishlar
- Degradatsiya samaradorligini oshirish uchun TiO₂ yuklanishini, sinterlash haroratini va membrana gözenek hajmini optimallashtiring.
- N va Zr bilan doping ko'rinadigan yorug'lik fotokatalizini ta'minlab, fotojavob diapazonini kengaytiradi.
- Ishlab chiqarish jarayoni kengaytirildi va tajriba-miqyosda va uzoq{1}}operatsion tekshiruvlar oʻtkazildi.
IV. Xulosa
TiO₂-koʻmilgan ikki qatlamli mullit keramik ichi boʻsh tolali membrana palma yogʻi oʻsimliklarining oqava suvlarini tozalash uchun muvaffaqiyatli tayyorlandi, bu filtratsiyani ajratish va fotokatalitik degradatsiyaning sinergik taʼsiriga erishdi. U ifloslanishga qarshi, barqarorlik va o'z-o'zini tozalash-da muhim afzalliklarga ega. Ushbu texnologiya palma yog'i oqava suvlarini chuqur tozalash uchun barqaror yechimni taqdim etadi va keramik-asosli fotokatalitik membranalarni loyihalash va qo'llash uchun muhim ma'lumot beradi.