Mae ymchwilwyr o Brydain wedi datblygu pilen ffibr gwag ceramig ynghyd ag ocsidiad ffotocatalytig i drin dŵr gwastraff planhigion olew palmwydd. Mae'r diwydiant olew palmwydd yn biler o amaethyddiaeth fyd-eang, ond mae gan y dŵr gwastraff planhigion olew palmwydd (POME) a gynhyrchir yn ystod y cynhyrchiad lwyth organig uchel a lliw dwfn, gan wneud triniaethau biolegol a ffisiocemegol traddodiadol yn annigonol i fodloni safonau. Byddai gollwng yn uniongyrchol yn arwain at ewtroffeiddio a difrod ecolegol. Mae ymchwilwyr wedi datblygu TiO₂-pilen ffibr gwag mullit dwbl haenog wedi'i mewnblannu i ddatrys problemau triniaeth POME dwfn a baeddu pilenni.
I. Cynllun Arbrofol a Dull Paratoi
1.Materials a Strwythur: Mae'r haen fewnol yn mullite pur, gan ddarparu cefnogaeth fecanyddol a swbstrad hidlo; yr haen allanol yw mullite + 1~4 wt% TiO₂, gan roi gweithgaredd ffotocatalytig.
2.Proses Paratoi: Defnyddir dull trawsffurfio cyfnod + cyd-sintering. Mae sintro ar 1350 gradd yn dileu'r broblem delaminiad haen dwbl, ac mae'r strwythur ffibr gwag yn cael ei baratoi gan fowldio allwthio ar y cyd.
Data 3.Membrane: Trwch bilen gorffenedig (ar ôl sintering): Pilen haen sengl-(SL): 900 μm, bilen deulayer: 1090–1310 μm; Hyd bilen a ddefnyddir ar gyfer profi: 10 cm ar gyfer profi ffotocatalysis, 7 cm ar gyfer profi torbwynt fflwcs/cadw.
II. Canlyniadau Ymchwil
Cydberthynas Strwythur a Pherfformiad: Mae'r bilen dwy haen yn arddangos bondio tynn heb ddadlaminiad, ac mae TiO₂ yn cael ei lwytho'n llwyddiannus, gyda chynnwys Ti yn cynyddu i 3.76% gydag ychwanegiad cynyddol. 3 wt% TiO₂ (DL3) yn dangos y cryfder hyblyg uchaf (16.34 MPa) a'r sefydlogrwydd mecanyddol gorau; 4 wt% TiO₂ (DL4) sydd â'r maint mandwll lleiaf (28.25 nm), sy'n perthyn i'r lefel ultrafiltration. Mae llwytho TiO₂ yn lleihau mandylledd a fflwcs dŵr pur ond yn gwella sefydlogrwydd gwrthffowlio a fflwcs yn sylweddol.
2. Gwahaniad ac Effeithiau Ffotocatalytig: Mae'r bilen haen ddeuol yn llawer gwell na'r bilen haen sengl, gyda chyfradd cadw DL₃ o 54.50%, o'i gymharu â dim ond 11.27%–19.32% ar gyfer y bilen haen sengl.
- Tynnu Llygryddion: Perfformiodd DL4 orau o dan olau UV, gan gyflawni cyfradd tynnu COD o 44.92% a chyfradd tynnu lliw o 52.40%, gyda fflwcs o 18.90 L/(m²・h・bar).
- Sefydlogrwydd a Gwrthfowlio: Dangosodd DL3 a DL4 gyfradd adfer fflwcs sylweddol uwch (FRR) a mynegai sefydlogrwydd (SI), yn aros yn sefydlog hyd yn oed ar ôl tri chylch, gan ddangos perfformiad hunan-lanhau rhagorol.
- Mae pilenni haen sengl yn dioddef o faeddu difrifol a gostyngiad sydyn mewn fflwcs, tra bod pilenni haen dwbl yn lliniaru baeddu pilen yn sylweddol oherwydd diraddiad ffotocatalytig mewn llygryddion TiO₂.
III. Manteision, Anfanteision, a Rhagolygon y Dyfodol
Manteision Arloesol
- Mae'r strwythur haen dwbl yn cydbwyso cryfder mecanyddol, perfformiad hidlo, a gweithgaredd ffotocatalytig, gan ddatrys y broblem o wahanu ac adfer TiO₂.
- Mae pilenni ceramig yn gallu gwrthsefyll asidau, alcalïau, a thymheredd uchel, gan eu gwneud yn fwy addas ar gyfer cymwysiadau dŵr gwastraff diwydiannol na philenni polymer.
- Mae priodweddau hunan-lanhau yn lleihau amlder glanhau.
Cyfeiriadau'r Dyfodol
- Optimeiddio TiO₂ llwytho, tymheredd sintering, a maint mandwll bilen i wella effeithlonrwydd diraddio.
- Mae dopio ag N a Zr yn ehangu'r ystod ffoto-ymateb, gan alluogi ffotocatalysis golau gweladwy.
- Cafodd y broses saernïo ei huwchraddio, a chynhaliwyd -gwiriad gweithredol ar raddfa -beilot a thymor hir.
IV. Crynodeb
Paratowyd pilen ffibr gwag mullite ceramig deuhaenog wedi'i fewnosod yn TiO₂-yn llwyddiannus ar gyfer trin dŵr gwastraff planhigion olew palmwydd, gan gyflawni effeithiau synergaidd gwahanu hidlo a diraddio ffotocatalytig. Mae ganddo fanteision sylweddol o ran-baeddu, sefydlogrwydd, a hunan-lanhau. Mae'r dechnoleg hon yn darparu datrysiad cynaliadwy ar gyfer trin dŵr gwastraff olew palmwydd yn ddwfn ac yn cynnig cyfeiriad pwysig ar gyfer dylunio a chymhwyso pilenni ffotocatalytig ceramig.