Science: Новая мембрана отделяет воду от нефти с 99,9% эффективностью

Китайские ученые разработали новый, очень эффективный способ для разделения нефти и воды. Хотя обычно такие смеси разделяются сами со временем, в промышленности это бывает сложно сделать.

Чтобы разделить нефть и воду, используют разные способы: центрифугирование, обезжиривание и химические реакции. Однако эти методы часто работают медленно, тратят много энергии и не всегда эффективны.

Ученые из Чжэцзянского университета придумали новую технологию, которая называется Janus Channel of Membranes (JCM). Она помогает эффективно очищать воду и добывать нефть.

Исследователи утверждают, что с помощью JCM можно извлечь до 97% нефти и до 75% воды, а чистота этих веществ будет почти абсолютной — 99,9%.

Технология переработки

Исследование рассказывает о новой технологии JCM. Она использует две мембраны: одна хорошо впитывает воду, а другая ее отталкивает. Эти мембраны разделяет канал, ширину которого можно регулировать от 4 до 125 миллиметров. Это помогает улучшить процесс разделения жидкостей.

Между мембранами образуется закрытое пространство, которое усиливает разделение жидкостей. Благодаря этому получается извлечь почти всю нефть (до 97%) и три четверти воды с минимальным количеством посторонних веществ.

В исследовании говорится, что Го и другие ученые положили одну мембрану на другую — гидрофильную на гидрофобную. Между ними получился квадратный канал шириной от 4 до 125 миллиметров.

В камеру закачивают небольшое количество воздуха, чтобы закачать в нее смесь воды и нефти. Есть специальные мембраны, которые разделяют эту смесь.

Маленькие капельки нефти соединяются друг с другом и становятся больше. Такие крупные капли легко проходят через специальную мембрану и попадают в отдельный резервуар.

В это же время молекулы воды проходят через другую мембрану и оказываются в другом резервуаре.

Авторы объясняют, что когда смесь из нефти и воды проходит через специальное отверстие, вода проходит через одну мембрану, а нефть — через другую. И чем больше нефти в этой смеси, тем быстрее она проникает через мембрану в резервуар.

Разделение как нефти, так и воды

Обычно технологии разделения убирают из эмульсии либо нефть, либо воду. Но этот новый метод позволяет извлечь оба компонента.

Результаты оказались хорошими. В лаборатории с помощью этого метода получилось достать почти всю нефть из смеси — 97% — и большую часть воды — 75%.

Нефть и вода, которые были получены, очень чистые. Чистота почти достигает 99,9%.

Название «мембранный канал Януса» технология получила в честь древнеримского бога Януса, у которого было два лица. Это символизирует способность метода перерабатывать и нефть, и воду.

Эти мембраны можно использовать в большем масштабе.

Нефтехимия, металлургия, пищевая и фармацевтическая промышленность производят много грязной воды.

Новая технология помогает лучше очищать сточные воды.

Результаты опубликованы в издании Science.

19.11.2024