introducción del producto
La membrana de columna de SiC está compuesta por 13 productos de membrana tubular hexagonal, lo que hace que la distribución hidráulica del canal de flujo sea más uniforme durante la producción de agua y el retrolavado. El efecto de recuperación del retrolavado es excepcional. Esta tecnología es compatible con los sistemas tradicionales de UF de membrana orgánica y proporciona un medio de tratamiento de agua más eficiente y confiable.
El núcleo cerámico de carburo de silicio presenta varias ventajas sobre otros materiales utilizados en el tratamiento del agua. Por ejemplo, tiene mejor hidrofilicidad, mayor porosidad y excelente recuperación de limpieza. La estructura de la membrana cerámica aumenta significativamente el área activa de la membrana por unidad de volumen del sistema. Este producto es muy eficaz para eliminar impurezas del agua, incluidas bacterias, virus y otros contaminantes.
En particular, la alta porosidad de la membrana cerámica mejora la eficiencia del tratamiento del agua. Permite que el agua pase a través de los poros de la membrana más rápidamente y reduce la frecuencia de suciedad de la membrana. El diseño estructural único del núcleo cerámico de SiC garantiza que la distribución hidráulica del canal de flujo de cada producto de membrana tubular sea más uniforme durante la producción de agua y el retrolavado. Esta característica permite una producción de agua más estable y reduce la probabilidad de obstrucciones e incrustaciones.
Uno de los beneficios más importantes de la membrana de columna de SiC es su compatibilidad con los sistemas UF de membranas orgánicas tradicionales. Esta compatibilidad permite una fácil integración de la nueva tecnología en los sistemas de tratamiento de agua existentes, lo que hace que las actualizaciones sean simples y asequibles. El núcleo cerámico de carburo de silicio también permite una mayor densidad de empaquetamiento que otras tecnologías, por lo que se requiere menos espacio, lo cual es una consideración importante en áreas con espacio limitado.
Este producto ofrece varias ventajas, incluida una mayor eficiencia, mejor calidad del agua y facilidad de integración con los sistemas existentes. La tecnología ha demostrado ser confiable en pruebas y aplicaciones del mundo real, y está ganando rápidamente popularidad en la industria del tratamiento de agua.
Además de su rendimiento superior, también es respetuoso con el medio ambiente. No depende de productos químicos nocivos ni produce subproductos peligrosos, lo que lo convierte en una solución ideal para el tratamiento sostenible del agua.
Ventajas de reemplazar membranas orgánicas por membranas de carburo de silicio
Resistencia a altas temperaturas
Estabilidad: la membrana de carburo de silicio tiene una resistencia a altas temperaturas extremadamente alta y puede mantener propiedades físicas y químicas estables en ambientes de alta temperatura. Por el contrario, las membranas orgánicas pueden experimentar una degradación del rendimiento o daños a altas temperaturas.
Expansión de aplicaciones: Esto hace que las membranas de carburo de silicio tengan un mayor potencial de aplicación en campos industriales que requieren procesamiento a alta temperatura, como la fabricación de vidrio, tratamiento térmico, etc.
Resistencia a la corrosión
Amplia aplicabilidad: la membrana de carburo de silicio tiene una excelente resistencia a la corrosión de una variedad de sustancias químicas y puede funcionar de manera estable durante mucho tiempo en ambientes corrosivos. La membrana orgánica puede dañarse en medios corrosivos como ácidos fuertes y álcalis fuertes.
Costos de mantenimiento reducidos: esta característica reduce la frecuencia de reemplazo y mantenimiento debido a la corrosión, lo que reduce los costos operativos a largo plazo.
Alto rendimiento
Mejorar la eficiencia del tratamiento: el flujo de las membranas de carburo de silicio puede ser más de 5 veces mayor que el de los materiales de membranas orgánicas tradicionales, lo que significa que, en las mismas condiciones, las membranas de carburo de silicio pueden completar tareas como el tratamiento del agua más rápido y mejorar la eficiencia del tratamiento.
Ahorro de energía y reducción de emisiones: las características de alto rendimiento ayudan a reducir el tiempo de procesamiento y el consumo de energía, en línea con las necesidades de la industria moderna en materia de ahorro de energía y reducción de emisiones.
Fuerte y duradero
Larga vida útil: el material de la membrana de carburo de silicio es resistente y duradero, tiene una larga vida útil y puede reemplazarse de por vida. Por el contrario, es posible que sea necesario reemplazar las membranas orgánicas con regularidad, lo que aumenta los costos de mantenimiento.
Mantenimiento reducido: La larga vida útil y los bajos costos de mantenimiento hacen que las membranas de carburo de silicio sean ideales para uso a largo plazo.
Costos operativos reducidos
Beneficios integrales: dado que la membrana de carburo de silicio tiene las características de resistencia a altas temperaturas, resistencia a la corrosión, alto rendimiento y durabilidad sólida, puede reducir significativamente los costos adicionales causados por daños, mantenimiento y reemplazo del equipo durante la operación.
Economía: aunque la inversión inicial de las membranas de carburo de silicio puede ser mayor, a largo plazo, sus costos operativos integrales son mucho más bajos que los de las membranas orgánicas.
Amplia gama de aplicaciones
Tratamiento del agua: Tiene enormes ventajas y perspectivas de aplicación en importantes cuestiones de seguridad del medio ambiente acuático, como la seguridad del agua potable, las aguas residuales industriales difíciles y los cuerpos de agua urbanos negros y malolientes.
Fabricación industrial: También tiene aplicaciones importantes en la fabricación de vidrio, fabricación de vidrio óptico y otros campos, como la mejora de la resistencia mecánica al rayado, la resistencia a la oxidación a altas temperaturas y la óptica.
propiedades del vidrio.
noticias de la industria
El Instituto de Estudios Avanzados de Shanghai de la Academia de Ciencias de China ha avanzado en la investigación de la desalinización ultrarrápida de agua de mar utilizando nuevos materiales de membrana
El equipo de separación de nanoporos y conversión de energía del Instituto de Investigación Avanzada de Shanghai (SAISI) de la Academia de Ciencias de China ha logrado importantes avances en la investigación de la desalinización ultrarrápida de agua de mar de membranas cristalinas de estructura conjugada. Los resultados relacionados se publicaron en el Journal of the American Chemical Society con el título "Estructuras conjugadas de alcadiino-pireno con efecto de exclusión superficial para la desalinización ultrarrápida de agua de mar" y fueron seleccionados como portada.
El primer autor del artículo es Gong Dian, estudiante de doctorado del Instituto de Investigación Avanzada de Shanghai y profesor Wen Binghai de la Universidad Normal de Guangxi. El autor correspondiente es el investigador Zeng Gaofeng, y los coautores son el profesor asociado Zhu Zhigao de la Universidad de Ciencia y Tecnología de Nanjing y el investigador asociado Liu Xing de la Universidad de Shanghai. Este trabajo de investigación fue financiado por la Fundación Nacional de Ciencias Naturales de China, la Comisión de Ciencia y Tecnología de Shanghai y otros proyectos, y la caracterización avanzada fue respaldada por la línea de luz B14W1 de la fuente de luz de Shanghai.
El proceso de desalinización de agua de mar (salada) por destilación por membrana impulsado por un gradiente de temperatura tiene las ventajas de una alta tasa de desalinización, adaptabilidad a salmuera concentrada y una tasa de recuperación de agua dulce ultra alta. Combinada con el suministro de energía renovable y de baja calidad, la destilación por membranas también es un proceso de desalinización de agua de mar ecológico y sostenible.
Sin embargo, los materiales de membrana convencionales se ven afectados por un bajo flujo de agua, lo que limita seriamente la eficiencia de la producción de agua dulce y su aplicación a gran escala.
Por lo tanto, la tecnología de membranas de desalinización de agua de mar de alto flujo es aclamada como una de las "tecnologías de separación que cambian el mundo".
Para lograr una alta tasa de desalinización y mejorar significativamente el flujo de agua, es necesario explorar nuevos materiales y estructuras de membranas.
En estudios anteriores, el equipo utilizó por primera vez un material con una estructura de carbono conjugado, la grafina, para preparar una membrana compuesta mediante solvotermia suave in situ, y logró con éxito un aumento de un orden de magnitud en el flujo de agua en la desalinización de agua de mar por destilación por membrana (Nature Water, 2023, 1, 800-807).
La superficie lisa de la estructura del marco de grafino proporciona una tasa de desalinización ultraalta y antihumectación, y la configuración de poros de nanopared vertical proporciona un canal de transferencia de masa de vapor de agua ultrarrápido.
Los materiales estructurales de carbono conjugado con diino tienen ricos cambios estructurales dependiendo de los diferentes grupos centrales de los monómeros y son una gran familia nueva de materiales bidimensionales.
Basado en la práctica exitosa de la desalinización rápida de membranas de grafino, el estudio de las propiedades de desalinización y formación de membranas de los materiales estructurales de carbono conjugado en un rango más amplio será de gran importancia para la aplicación de separación de membranas de dichos materiales.
En vista de esto, en una investigación reciente, el equipo amplió el objeto de investigación de la membrana estructural conjugada bidimensional de la grafina a la pireno diina similar a la grafina.
Utilizando fibras huecas porosas como soportes, utilizaron la fuente de cobre en la superficie del soporte como catalizador en condiciones solvotérmicas suaves para catalizar directamente la síntesis de membranas compuestas de pireno diino a partir de monómeros de tetraetinilpireno a través de reacciones de acoplamiento de diino.
Vacuum membrane distillation tests showed that the desalination rate of pyrene diyne conjugated framework membranes for simulated seawater was >99,9 %, y el flujo de agua alcanzó ~500 Lm-2h-1, superando el flujo de membrana comercial en al menos un orden de magnitud.
Los cálculos teóricos de dinámica molecular y las simulaciones numéricas de mecánica de fluidos mostraron que la gran relación diámetro-longitud de los poros jerárquicos en las membranas compuestas de pireno diino y la hidrofobicidad moderada de la superficie de la membrana contribuyen a la transferencia de masa de alto rendimiento, mientras que la superficie similar al grafito de la estructura conjugada aísla el contacto y el paso de los iones de sal.
Los cálculos de simulación también confirmaron que los iones de sal no pueden penetrar los poros intraplanos de la estructura. Este trabajo verifica que las membranas estructurales conjugadas bidimensionales de grafino y similares a grafino tienen la propiedad común de desalinización ultrarrápida, lo que proporciona una base sólida para seleccionar monómeros de polimerización más baratos y disponibles y para aplicaciones prácticas.
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