Web of Science (SCI) yakın zamanda seramik membranlı su arıtımı ile ilgili 5 makale ekledi.
1. Atığı Su Filtrelerine Dönüştürmek: İleri Dönüştürülmüş Malzemelerden Seramik Membranların-Kısa Bir İncelemesi
Dergi: Atık
Küresel su krizi kötüleşmeye devam ediyor ve endüstriyel ve kentsel atıklar sürdürülemez bir şekilde birikmeye devam ediyor ve acilen döngüsel ekonomi konseptine uygun yenilikçi çözümlere ihtiyaç duyuluyor. Bu inceleme, atık-bazlı seramik membranların-atık kaynak kullanımı ve temiz su kıtlığı gibi ikili zorlukları aynı anda ele almak üzere sürdürülebilir bir su arıtma stratejisi olarak kullanarak dönüşüm potansiyelini araştırıyor. Geleneksel seramik membranlar, yüksek-saflıkta inorganik malzemelerden hazırlanır ve mükemmel kimyasal korozyon direnci, termal stabilitesi ve dayanıklılığıyla bilinir. Son araştırmalar, kırmızı çamur, uçucu kül, yüksek fırın cürufu, kömür gangı ve fırın silindiri atığı gibi endüstriyel yan ürünlerin tamamının, düşük maliyet ve yüksek performansı birleştiren filtre malzemelerine etkili bir şekilde dönüştürülebileceğini göstermektedir. Bu makale, atık- bazlı seramik membranların hazırlık sürecini, malzeme özelliklerini ve performans göstergelerini sistematik olarak gözden geçirerek bu yaklaşımın uygulanabilirliğini ortaya koymaktadır: Endüstriyel atıkların işlevsel filtre malzemelerine dönüştürülmesi yalnızca çevre kirliliğini azaltmakla kalmaz, aynı zamanda küresel su güvenliği ve sürdürülebilir kalkınma için güçlü bir destek de sağlar.
2. Yağlı atık suyun arıtımı için yüzey ıslanabilirlik-tabanlı ve foto-katalitik kendi kendini-temizleyen TiO₂/Al₂O₃ seramik membran
Dergi: YÜZEYLER VE ARAYÜZLER
Uzun süreli filtreleme sırasında membran kirlenmesi ve akı bozulması, membran-bazlı yağ-su emülsiyonu ayırma teknolojilerinin karşılaştığı temel zorluklardır. Bu çalışma, bu sorunları hafifletmek için hidrofilik geçirgenlik, oleofobiklik ve fotokatalitik kendi kendini-temizleme özelliklerine sahip çok işlevli bir seramik membran hazırladı. Bu membran, gözenekli bir alümina (Al₂O₃) substrat üzerine nano-titanyum dioksit (TiO₂) kaplamanın damla-kaplanması ve ardından kalsinasyon yoluyla hazırlandı. X-ışını kırınımı (XRD), taramalı elektron mikroskobu (SEM), enerji-dağıtıcı X-ışını spektroskopisi (EDX) ve element haritalaması kullanılarak yapılan yapısal, morfolojik ve bileşimsel analizler, alt tabakanın kristal yapısını değiştirmeden veya gözenek tıkanmasına neden olmadan Al₂O₃ yüzeyinde tekdüze ve yoğun bir TiO₂ ince katmanının oluşumunu doğruladı.
Nano-TiO₂ kaplı Al₂O₃ membranın yüzey ıslanabilirlik karakterizasyonu, havada süperhidrofilik ve süperoleofilik özellikler ortaya çıkarırken, su altında süperoleofobik özellikler sergiliyor. Bu benzersiz ıslatma davranışı, TiO₂'un kendisinin yüksek yüzey enerjisinden ve hiyerarşik nano/mikron pürüzlülük yapısının membran yüzeyi üzerindeki sinerjistik etkisinden kaynaklanır.
Çapraz akışlı filtreleme sistemi altında yağ-su emülsiyonu ayırma performans testleri, membranın süzüntü akışının artan çalışma basıncıyla birlikte yaklaşık olarak doğrusal olarak arttığını ve ayırma verimliliğinin 0,5–2 bar basınç aralığında %99'un üzerinde sabit kaldığını gösterdi. 840 dakikalık sürekli çalışmanın ardından yapılan uzun vadeli stabilite testi, organik (yağ) kirlenmeden etkilenerek süzüntü akışının başlangıç değerinin yaklaşık %70'ine düştüğünü, ancak ayırma verimliliğinin önemli ölçüde dalgalanmadığını gösterdi. Daha da önemlisi, TiO₂'ün kendine özgü fotokatalitik kendi kendini{10}}temizleme özelliklerinden yararlanılarak, membran yüzeyinde biriken organik kirleticileri etkili bir şekilde parçalamak ve akışı başlangıç değerinin yaklaşık %90'ına geri döndürmek için yalnızca 45 dakikalık UV ışınımına ihtiyaç duyuldu.
3. Atık mermer tozundan sürdürülebilir seramik membran kullanılarak çamaşır suyunun ıslahı: Performans, kirlenme analizi
Dergi: Çevre Araştırmaları
Hızlanan kentleşme ve gelişmekte olan ekonomilerin hızlı gelişimi,-su kaynaklarının aşırı tüketilmesine yol açtı. Her ne kadar tarım ve sanayi, toplam su tüketiminin %60'ından fazlasını oluştursa da, konutlardaki su kullanımı da önemli bir atık su kaynağıdır-tahliye edilen atık suyun yaklaşık %50-%80'i evsel faaliyetlerden kaynaklanmaktadır. Devam eden nüfus artışı ve kentleşme doğrudan çamaşırhane talebini artırıyor ve bu da önemli miktarda çamaşır suyuna neden oluyor.
Bu çalışmada, çamaşır atık sularının arıtılması için atık mermer tozundan hazırlanan sürdürülebilir bir seramik membran, yer çekimiyle çalışan bir çıkmaz filtreleme sistemiyle bir araya getirilerek genel işlem maliyetinin düşük olması sağlanıyor. Membran performansı iki boyuta göre değerlendirildi: kirleticilerin uzaklaştırılması ve kirlenme önleyici özellik. Yalnızca 0,05 bar'lık düşük-basınçlı çalışma altında membran, Kimyasal Oksijen İhtiyacı (COD) için %88, Mikroplastikler (MP'ler) için %98 ve bulanıklık için %99 giderme oranlarına ulaştı. Ham suyun KOİ ve MP konsantrasyonları sırasıyla 1265 mg/L ve 2,88 x 10⁶ partikül/L idi; Tedaviden sonra KOİ 145 mg/L'ye düşerek içilmez kullanım için kabul standartlarını karşıladı. Eş zamanlı olarak membran, %81'lik akı geri kazanım oranı (FRR) ile mükemmel kirlenme önleyici performans sergiledi.
Kirlenme mekanizması analizi, membran kirlenmesinde tam gözenek tıkanması ve kek filtrasyonunun birleşik etkilerinin baskın olduğunu gösterdi. Bu membran, yüksek kirletici madde giderme verimliliğini mükemmel kirlenme önleyici özelliklerle birleştirerek, üretilen suyun doğrudan-içilemez uygulamalarda yeniden kullanılabilmesini sağlayarak çamaşır atık sularının arıtılması için idealdir.
4. Sudaki Antibiyotik-Dirençli Escherichia coli'nin UV-C LED Dezenfeksiyonu: Seramik Membran Filtrelemeyle Entegrasyon
Dergi: SÜREÇLER
Antibiyotik direncinin yayılması, halk sağlığını ve ekosistem güvenliğini tehdit eden küresel bir sorun haline geldi. Yeni dezenfeksiyon teknolojilerinin geliştirilmesi, bu zorluğun üstesinden gelmek için önemli bir yöndür. Bu çalışmada, gerçek dünyadaki su ortamlarından (deniz suyu, yüzey suyu ve arıtılmış belediyenin arıtılmış suyu dahil) izole edilen antibiyotiğe-dirençli Escherichia coli'nin etkisizleştirilmesini doğrulamak için derin ultraviyole ışık-yayan diyotlar (UV-C LED'ler) kullanıldı-.
Deney, 255 nm ve 265 nm olmak üzere iki tipik UV-C dalga boyunu seçti ve 10 E. coli türünden oluşan karışık bakteri kültürüyle aşılanmış fosfat tampon çözeltilerine 1–7 mJ/cm² UV ışınlama dozları uyguladı. Sonuçlar, 2 mJ/cm²'lik bir ışınlama dozunda, her iki dalga boyunun, bakteri logaritmik inaktivasyonunun yaklaşık beş büyüklüğüne ulaştığını gösterdi. Taramalı elektron mikroskobu (SEM) gözlemi, UV ışınlamasından sonra bakteri morfolojisinde önemli değişiklikler ortaya çıkarmadı, ancak pirimidin dimer oluşumunun kantitatif tespiti gözlemlendi-her iki dalga boyunda 2 mJ/cm² dozunda yaklaşık 40 ng/mL siklobutanpirimidin dimerleri üretildi; bu, DNA hasarının birincil inaktivasyon mekanizması olduğunu doğruladı.
Çalışma aynı zamanda silisyum karbür seramik düz levha membranın su arıtma performansını da test etti: hem toplam koliformlar hem de E. coli için ortalama ret oranı %99,9'a ulaştı. UV-C LED teknolojisi ve seramik membran teknolojisi ile birleştiğinde, %99,985 veya daha yüksek bir inaktivasyon oranıyla membran konsantresinin derin dezenfeksiyonu elde edilebilir; bu, bu teknoloji kombinasyonunun verimli su dezenfeksiyonu alanındaki uygulama potansiyelini tam olarak gösterir. Resim
5. Kirli sudan kurşunun uzaklaştırılmasında nano-halloysit seramik membranların etkinliği.
Dergi: Su Bilimi ve Teknolojisi
Bu çalışma, halloysit nanotüpleri (HNT'ler) ve manganez tetroksit (Mn₃O₄) nanopartikülleri ile katkılı seramik nanokompozit membranlar hazırladı ve bunların sudaki kurşun giderme performanslarını sistematik olarak değerlendirdi. Klinker ilavesini (ağırlıkça %8) ve Mn₃O₄ katkısını sabit tutarken HNT içeriğini (ağırlıkça %75, 80, 85) ve sinterleme sıcaklığını (900, 1000 derece) ayarlayarak altı tip seramik nanokompozit membran hazırlandı.
Su akışı testi sonuçları, H85-900 membranın (%85 HNT içeren, 900 derecede sinterlenmiş) 5 bar basınçta 390 L/(m²·saat) akışla en iyi geçirgenliğe sahip olduğunu gösterdi. Sentezlenen kurşun içeren sulu çözeltilerin testlerinde, H80-1000 membranı (%80 HNT içeren, 1000 derecede sinterlenmiş) %99,84'e ulaşarak en yüksek kurşun giderme oranını gösterdi. Gerçek yeraltı suyu yükseltme testlerinde bu membran %99,16'lık yüksek bir temizleme verimliliğini korumuştur.
Bu çalışma, bir ortak-çöktürme yöntemi kullanarak Mn₃O₄ nanoparçacıklarını sentezledi ve çok-boyutlu karakterizasyon gerçekleştirdi: Taramalı elektron mikroskobu (SEM), 30-40 nm boyutunda tek biçimli parçacık kristalizasyonu gösterdi; X-ışını floresans spektroskopisi (XRF), %95,2'lik bir Mn₃O₄ saflığını doğruladı; X-ışını kırınımı (XRD), dörtgen bir kristal sistemi gösterdi; ve UV-Vis spektroskopisi, 220 nm'de (O²⁻-Mn²⁺/Mn³⁺ yük aktarımı) ve 350 nm'de (d-d kristal alan geçişi) karakteristik absorpsiyon tepe noktaları gösterdi. Bu sonuçlar, yerel kaynaklı halloysit kullanan seramik membranların, su arıtımında ağır metal iyileştirme alanında iyi bir uygulama potansiyeline sahip olduğunu göstermektedir.
