Video Experimental Relacionado
Updated: Jul 7, 2026
08:58
Double Emulsion Generation Using a Polydimethylsiloxane PDMS Co-axial Flow Focus Device
Published on: December 25, 2015
16.1K
Mejora de la capacidad de desemulsión y antiincrustación de las membranas mediante un efecto piezoeléctrico mejorado
Yuanyang Yan1,2, Peizhang Zhou1, Yahong Zhou3
1School of Chemistry and Chemical Engineering, Guangdong Provincial Key Lab of Green Chemical Product Technology, South China University of Technology, Guangzhou 510640, P. R. China.
Journal of the American Chemical Society
|May 1, 2024
Resumen
Una nueva membrana piezoeléctrica superhidrófila (SPM) ofrece una separación sostenida de la emulsión de aceite/agua. Esta avanzada membrana convierte la presión en voltaje, desemulsionando eficazmente el aceite y evitando el ensuciamiento para un rendimiento a largo plazo.
Área de la Ciencia:
- Ciencias de los materiales
- Ingeniería Química
- Ciencias del medio ambiente
Sus antecedentes:
- Las membranas superhúmedas tradicionales tienen una baja capacidad de desemulsificación y contaminación superficial, lo que limita su aplicación práctica en la separación de emulsiones de aceite y agua.
- Las membranas de carga existentes ofrecen una repulsión temporal de contaminantes, pero su carga se neutraliza con el tiempo, lo que disminuye el rendimiento de la separación.
Objetivo del estudio:
- Desarrollar una membrana piezoeléctrica superhidrófila (SPM) con capacidad de desemulsión sostenida y antiincrustante para la separación prolongada de la emulsión.
- Investigar el mecanismo de generación de voltaje y su papel en la mejora de la desmulsificación y la prevención de la contaminación de la membrana.
Principales métodos:
- Fabricación de una membrana piezoeléctrica superhidrófila (SPM).
- Utilizando la capacidad del SPM para convertir la presión de filtración hidráulica de pulso en voltaje de pulso.
- Evaluación de la eficiencia de la desemulsión, la disminución del flujo y la recuperación del flujo durante la separación de la emulsión de aceite/agua.
- Investigar las propiedades antiincrustantes y la degradación de los contaminantes orgánicos mediante especies reactivas de oxígeno.
Principales resultados:
- El SPM generó una tensión de pulso de hasta -7,6 V, acelerando efectivamente la deformación de las gotas de aceite y la coalescencia para la desemulsificación.
- La membrana demostró propiedades antiincrustantes sostenidas al repeler las gotas de aceite cargadas negativamente.
- La eficiencia de separación alcanzó el 98,85% con una tasa de disminución del flujo inferior al 14% durante 2 horas.
- Se logró una recuperación de flujo de casi el 100%, lo que indica una excelente durabilidad y regeneración de la membrana.
Conclusiones:
- El SPM desarrollado ofrece una solución prometedora para la separación de emulsiones de aceite/agua a largo plazo y de alta eficiencia.
- El efecto piezoeléctrico integrado en la membrana proporciona un mecanismo de autoalimentación para una mayor desmulsificación y antiincrustación.
- Esta investigación abre nuevas vías para tecnologías de membrana avanzadas en la remediación ambiental y más allá.
Videos de Conceptos Relacionados
01:23Membrane Fluidity
Cell membranes are composed of phospholipids, proteins, and carbohydrates loosely attached to one another through chemical interactions. Molecules are generally able to move about in the plane of the membrane, giving the membrane its flexible nature called fluidity. Two other features of the membrane contribute to membrane fluidity: the chemical structure of the phospholipids and the presence of cholesterol in the membrane.Fatty acids tails of phospholipids can be either saturated or...
03:22Colloids
Children at play often make suspensions such as mixtures of mud and water, flour and water, or a suspension of solid pigments in water known as tempera paint. These suspensions are heterogeneous mixtures composed of relatively large particles that are visible to the naked eye or can be seen with a magnifying glass. They are cloudy, and the suspended particles settle out after mixing. On the other hand, a solution is a homogeneous mixture in which no settling occurs and in which the dissolved...
01:26Membrane Fluidity
Membrane fluidity is explained by the fluid mosaic model of the cell membrane, which describes the plasma membrane structure as a mosaic of components—including phospholipids, cholesterol, proteins, and carbohydrates—that gives the membrane a fluid character.
Mosaic nature of the membrane
The mosaic characteristic of the membrane helps the plasma membrane remain fluid. The integral proteins and lipids exist as separate but loosely-attached molecules in the membrane. The membrane is a relatively...
Mosaic nature of the membrane
The mosaic characteristic of the membrane helps the plasma membrane remain fluid. The integral proteins and lipids exist as separate but loosely-attached molecules in the membrane. The membrane is a relatively...
01:18Detergent Purification of Membrane Proteins
Detergents are used to purify the integral proteins of the membrane. The hydrophobic portion of the detergent can replace membrane phospholipids while solubilizing the membrane proteins. When detergent monomers reach a specific concentration in a solution called critical micelle concentration (CMC), they form micelles. Above CMC, the concentration of the detergent monomers remains in equilibrium with the micelle. The number of detergent monomers present in the CMC varies for each detergent, and...
01:18Surface Membrane Barriers
The skin and mucous membranes serve as the primary line of defense against pathogens by providing both physical and chemical protection. These barriers are essential in preventing the entry and establishment of microbes, thereby maintaining the integrity of the host.
The outer layer of the skin, the epidermis, is a robust barrier comprising layers of closely packed keratinized cells. This dense arrangement prevents microbes from penetrating the body. The periodic shedding of epidermal cells...
The outer layer of the skin, the epidermis, is a robust barrier comprising layers of closely packed keratinized cells. This dense arrangement prevents microbes from penetrating the body. The periodic shedding of epidermal cells...
01:30Micelles
Micelle formation is an intricate process that hinges on the properties of amphiphilic or amphipathic molecules and the conditions of the system in which they are found. Amphiphilic molecules, which have both hydrophilic (water-attracting) and hydrophobic (water-repelling) parts, play a critical role in this process.In aqueous environments, these molecules arrange themselves such that their hydrophilic heads are turned towards the water phase, while their hydrophobic tails are oriented away...