Смесите от нефт и вода могат да бъдат ефективно разделени чрез изпомпване в тънки канали между полупропускливи мембрани, което проправя път към по-евтини и по-чисти начини за справяне с промишлените отпадъци. Експерименталните прототипи успяват да извлекат както нефт, така и вода с чистота над 99,9 %.
Вече съществуват различни методи за разделяне на такива смеси на съставни части, включително въртене в центрофуга, механично отстраняване на нефта от повърхността и разделяне с химикали, електрически заряди или полупропускливи мембрани, които пропускат някои вещества, но не и други. Мембраните са най-простият метод, но в момента са несъвършени и оставят след себе си устойчива смес от нефтена вода или воднист нефт.
Сега Хао-Чън Ян (Hao-Cheng Yang) от университета Джъдзян в Китай и колегите му са разработили по-ефективен метод, който използва две мембрани - един хидрофобен слой, който пропуска нефта, и един хидрофилен слой, който пропуска водата - за да се разделят чисто и двете.
Ян заявява, че идеята е била изпробвана и преди, но с не особено впечатляващи резултати. Това е така, защото при отстраняване на нефта или водата от сместа концентрацията на компонентите се променя, което прави мембраните по-малко ефективни.
Първоначален процес на разделяне. Емулсията се разделя на вода и нефт. Първоначално изтича вода, последвана от проникване на нефт. Кредит: Science (2024). DOI: 10.1126/science.adq6329
За да преодолее това, екипът изпомпва сместа в тънък канал между двата слоя. В това затворено пространство е по-вероятно капките нефт да се сблъскат и да се натрупат, което означава, че те могат да бъдат отстранени по-ефективно от хидрофобната мембрана. Това от своя страна увеличава съотношението на водата в сместа, създавайки благоприятна обратна връзка, която гарантира, че както чистият нефт, така и водата се отстраняват непрекъснато.
"Когато поставим мембраните [близо] една до друга, те ще си влияят взаимно, което ще накара процеса да продължи", обяснява Ян. "Има обратна връзка между двата процеса."
При тестовете изследователите установяват, че общото извличане на нефт се увеличава от едва 5 % до 97 %, а извличането на вода се увеличава от 19 % до 75 %, когато ширината на канала се стеснява от 125 мм до 4 мм. Чистотата на възстановените нефт и вода е повече от 99,9 %, като остават само малки количества отпадъци, обяснява Ян.
Екипът е в процес на преговори с представители на индустрията и Ян смята, че процесът е толкова прост, че лесно може да бъде мащабиран до подходящи нива в рамките на няколко години.
Справка:
Xing Yang et al, A two-faced membrane channel, Science (2024). DOI: 10.1126/science.adt2513
Xin-Yu Guo et al, Janus channel of membranes enables concurrent oil and water recovery from emulsions, Science (2024). DOI: 10.1126/science.adq6329
Източник: Slick trick separates oil and water with 99.9 per cent purity, New Scientist
Коментари
Моля, регистрирайте се от TУК!
Ако вече имате регистрация, натиснете ТУК!
Няма коментари към тази новина !
Последни коментари