Web of Science (SCI) je nedavno dodao 5 članaka koji se odnose na tretman vode sa keramičkom membranom.
1. Pretvaranje otpada u filtere za vodu: Mini-pregled keramičkih membrana od recikliranih materijala
Časopis: Otpad
Globalna vodna kriza nastavlja da se pogoršava, a industrijski i komunalni otpad nastavlja da se akumulira neodrživo, što hitno zahtijeva inovativna rješenja koja su u skladu s konceptom kružne ekonomije. Ovaj pregled istražuje potencijal transformacije otpadnih{1}}keramičkih membrana-koristeći ih kao održivu strategiju prečišćavanja vode kako bi se istovremeno riješili dvostruki izazovi korištenja resursa otpada i nestašice čiste vode. Tradicionalne keramičke membrane se pripremaju od neorganskih materijala visoke - čistoće i poznate su po odličnoj otpornosti na hemijsku koroziju, termičkoj stabilnosti i izdržljivosti. Nedavna istraživanja pokazuju da se industrijski nusproizvodi kao što su crveni mulj, leteći pepeo, šljaka iz visokih peći, kamenac od uglja i otpad od valjka iz peći mogu efikasno transformisati u filterske materijale koji kombinuju nisku cenu i visoke performanse. Ovaj članak sistematski razmatra proces pripreme, svojstva materijala i pokazatelje učinka keramičkih membrana na bazi otpada-, demonstrirajući izvodljivost ovog pristupa: transformacija industrijskog otpada u funkcionalne materijale za filtere ne samo da može smanjiti zagađenje okoliša, već i pružiti snažnu podršku globalnoj sigurnosti vode i održivom razvoju.
2. Površinska kvačivost-pokrenuta i foto-katalitička samočišćenja-keramička membrana TiO₂/Al₂O₃ za sanaciju zauljenih otpadnih voda
Časopis: POVRŠINE I SUČELJA
Onečišćenje membrane i raspadanje toka tokom dugotrajne-filtracije su ključni izazovi s kojima se suočavaju tehnologije odvajanja emulzije vode na bazi ulja-na membrani{2}}. Ova studija je pripremila multifunkcionalnu keramičku membranu sa hidrofilnom propusnošću, oleofobnošću i fotokatalitičkim samočišćućim svojstvima za ublažavanje ovih problema. Ova membrana je pripremljena kap-prevlačenjem premaza od nano-titanijum dioksida (TiO₂) na poroznu podlogu od aluminijuma (Al₂O₃), nakon čega je usledila kalcinacija. Strukturne, morfološke i kompozicione analize korištenjem X-difrakcije zraka (XRD), skenirajuće elektronske mikroskopije (SEM), energetske-disperzivne X- spektroskopije (EDX) i mapiranja elemenata potvrdile su formiranje uniformnog i gustog TiO₂ površinskog sloja kristalnog sloja Al₂ uzrokujući blokadu pora.
Karakterizacija površinske vlažnosti nano-TiO₂ obložene Al₂O₃ membrane otkrila je superhidrofilna i superoleofilna svojstva u zraku, dok je pokazala superoleofobna svojstva pod vodom. Ovo jedinstveno ponašanje vlaženja proizlazi iz visoke površinske energije samog TiO₂ i sinergijskog efekta hijerarhijske nano/mikronske strukture hrapavosti na površini membrane.
Testovi performansi odvajanja emulzije ulja-vode pod unakrsnim-sistemom filtracije pokazali su da se fluks permeata membrane povećavao približno linearno s povećanjem radnog pritiska, a efikasnost separacije je ostala stabilna iznad 99% u opsegu pritiska od 0,5-2 bara. Dugotrajno-testiranje stabilnosti nakon 840 minuta neprekidnog rada pokazalo je da se, pod utjecajem organske (uljne) kontaminacije, fluks permeata smanjio na približno 70% svoje početne vrijednosti, ali efikasnost odvajanja nije značajno oscilirala. Što je još važnije, koristeći intrinzična fotokatalitička svojstva samočišćenja TiO₂, bilo je potrebno samo 45 minuta UV zračenja da bi se efektivno razgradili akumulirani organski zagađivači na površini membrane, vraćajući protok na približno 90% njegove početne vrijednosti.
3. Regeneracija vode za pranje rublja korištenjem održive keramičke membrane od otpadne mramorne prašine: performanse, analiza zarastanja
Časopis: Environmental Research
Ubrzana urbanizacija i brzi razvoj novih ekonomija doveli su do prekomjerne{0}}eksploatacije vodnih resursa. Iako poljoprivreda i industrija čine više od 60% ukupne potrošnje vode, stambeno korištenje vode je također značajan izvor otpadnih voda-skoro 50% – 80% ispuštene otpadne vode potiče od aktivnosti u domaćinstvu. Kontinuirani rast stanovništva i urbanizacija direktno podstiču potražnju za vešom, što rezultira značajnim količinama otpadnih voda za pranje veša.
Ova studija koristi održivu keramičku membranu pripremljenu od otpadne mramorne prašine za prečišćavanje otpadnih voda veša, u kombinaciji sa gravitacijskim{0}}mrtvim-sistemom filtriranja, što rezultira niskim ukupnim troškovima procesa. Performanse membrane su procijenjene na osnovu dvije dimenzije: uklanjanje zagađivača i sposobnost protiv obraštanja. Pod niskim-pritiskom na samo 0,05 bara, membrana je postigla stope uklanjanja od 88% za hemijsku potrebu za kiseonikom (COD), 98% za mikroplastiku (MP) i 99% za zamućenost. Koncentracije COD u sirovoj vodi bile su 1265 mg/L i 2,88 × 10⁶ čestica/L; nakon tretmana, COD se smanjio na 145 mg/L, ispunjavajući standarde prihvatljivosti za ne{14}}u upotrebu. Istovremeno, membrana je pokazala odlične performanse protiv obraštanja, sa stopom povrata toka (FRR) od 81%.
Analiza mehanizma zarastanja pokazala je da je u zagađivanju membrane dominirao kombinovani efekt potpune blokade pora i filtracije kolača. Ova membrana kombinuje visoku efikasnost uklanjanja zagađivača sa odličnim antivegetativnim svojstvima, što je čini idealnom za prečišćavanje otpadnih voda iz veša, sa proizvedenom vodom koja se može direktno ponovo koristiti u aplikacijama koje nisu za piće.
4. UV-C LED dezinfekcija antibiotika-otporne Escherichia coli u vodi: integracija sa keramičkom membranskom filtracijom
Časopis: PROCESI
Širenje rezistencije na antibiotike postalo je globalni problem koji ugrožava javno zdravlje i sigurnost ekosistema. Razvoj novih tehnologija dezinfekcije važan je smjer za rješavanje ovog izazova. Ova studija je koristila diode koje emituju duboko ultraljubičasto svjetlo- (UV-C LED diode) za validaciju inaktivacije na antibiotike-otporne Escherichia coli izolovane iz stvarnog-svjetskog vodenog okruženja (uključujući morsku vodu, površinske vode i tretiranu komunalnu vodu).
Eksperimentom su odabrane dvije tipične UV-C talasne dužine, 255 nm i 265 nm, i primijenjene doze UV zračenja od 1-7 mJ/cm² na otopine fosfatnog pufera inokulirane miješanom bakterijskom kulturom od 10 sojeva E. coli. Rezultati su pokazali da su pri dozi zračenja od 2 mJ/cm² obje valne dužine postigle približno pet redova veličine bakterijske logaritamske inaktivacije. Posmatranje skenirajućim elektronskim mikroskopom (SEM) nije otkrilo značajne promjene u morfologiji bakterija nakon UV zračenja, ali je uočeno kvantitativno otkrivanje formiranja pirimidin dimera-približno 40 ng/mL dimera ciklobutanapirimidina proizvedeno je na obje valne dužine22, što potvrđuje da je primarno oštećenje J/cm2 bilo primarno oštećenje od DNA mehanizam inaktivacije.
Studija je takođe testirala performanse tretmana vode keramičke membrane od silicijum karbida: prosečna stopa odbacivanja i za ukupne koliforme i za E. coli dostigla je 99,9%. Zajedno sa UV-C LED tehnologijom i tehnologijom keramičkih membrana, može se postići dubinska dezinfekcija membranskog koncentrata, sa stopom inaktivacije od 99,985% ili više, što u potpunosti pokazuje potencijal primjene ove kombinacije tehnologije u polju efikasne dezinfekcije vode. Slika
5. Efikasnost nano-haloizit keramičkih membrana u uklanjanju olova iz zagađene vode.
Časopis: Nauka o vodi i tehnologija
Ovo istraživanje je pripremilo keramičke nanokompozitne membrane dopirane haloizit nanocijevkama (HNT) i nanočesticama mangan tetroksida (Mn₃O₄) i sistematski evaluiralo njihov učinak uklanjanja olova u vodi. Šest tipova keramičkih nanokompozitnih membrana je pripremljeno podešavanjem sadržaja HNT (75, 80, 85 tež.%) i temperature sinterovanja (900, 1000 stepeni), uz održavanje konstantnog dodatka klinkera (8 tež.%) i dopinga Mn₃O₄.
Rezultati ispitivanja protoka vode pokazali su da membrana H85-900 (koja sadrži 85% HNT, sinterirana na 900 stepeni) ima najbolju propusnost, sa fluksom od 390 L/(m²·h) pri pritisku od 5 bara. U ispitivanjima sintetizovanih vodenih rastvora koji sadrže olovo, membrana H80-1000 (sa 80% HNT, sinterovana na 1000 stepeni) pokazala je najveću stopu uklanjanja olova, koja je dostigla 99,84%. U stvarnim testovima podzemnih voda, ova membrana je zadržala visoku efikasnost uklanjanja od 99,16%.
Ova studija je sintetizirala nanočestice Mn₃O₄ metodom ko-precipitacije i izvršila višedimenzionalnu karakterizaciju: Skenirajuća elektronska mikroskopija (SEM) pokazala je ujednačenu kristalizaciju čestica veličine 30-40 nm; X- fluorescentna spektroskopija (XRF) potvrdila je čistoću Mn₃O₄ od 95,2%; X{6}}difrakcija (XRD) je pokazala tetragonalni kristalni sistem; i UV-Vis spektroskopija je pokazala karakteristične pikove apsorpcije na 220 nm (O²⁻-Mn²⁺/Mn³⁺ prijenos naelektrisanja) i 350 nm (d-d prelaz kristalnog polja). Ovi rezultati pokazuju da keramičke membrane koje koriste haloizit lokalnog porijekla imaju dobar potencijal primjene u području remedijacije teških metala u tretmanu vode.
