ওয়েব অফ সায়েন্স (SCI) সম্প্রতি সিরামিক মেমব্রেন ওয়াটার ট্রিটমেন্ট সম্পর্কিত 5টি নিবন্ধ যুক্ত করেছে।
1. বর্জ্যকে জলের ফিল্টারে রূপান্তর করা: আপসাইকেল করা উপকরণ থেকে সিরামিক ঝিল্লির একটি ছোট-পর্যালোচনা
জার্নাল: অপচয়
বিশ্বব্যাপী পানির সংকট ক্রমাগত খারাপ হচ্ছে, এবং শিল্প ও পৌরসভার বর্জ্য অস্থিতিশীলভাবে জমা হতে থাকে, জরুরীভাবে একটি বৃত্তাকার অর্থনীতির ধারণার সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ উদ্ভাবনী সমাধানের প্রয়োজন হয়। এই পর্যালোচনাটি বর্জ্য-ভিত্তিক সিরামিক মেমব্রেন-এগুলিকে টেকসই জল বিশুদ্ধকরণ কৌশল হিসাবে ব্যবহার করে বর্জ্য সম্পদের ব্যবহার এবং বিশুদ্ধ জলের অভাবের দ্বৈত চ্যালেঞ্জগুলিকে একই সাথে মোকাবেলার জন্য ব্যবহার করে। ঐতিহ্যবাহী সিরামিক ঝিল্লি উচ্চ-বিশুদ্ধতা অজৈব পদার্থ থেকে প্রস্তুত করা হয় এবং তাদের চমৎকার রাসায়নিক ক্ষয় প্রতিরোধের, তাপীয় স্থিতিশীলতা এবং স্থায়িত্বের জন্য পরিচিত। সাম্প্রতিক গবেষণা দেখায় যে শিল্প উপজাতগুলি যেমন লাল কাদা, ফ্লাই অ্যাশ, ব্লাস্ট ফার্নেস স্ল্যাগ, কয়লা গ্যাঙ্গু এবং ভাটা রোলার বর্জ্যগুলি কার্যকরভাবে ফিল্টার সামগ্রীতে রূপান্তরিত হতে পারে যা কম খরচে এবং উচ্চ কর্মক্ষমতা একত্রিত করে। এই নিবন্ধটি পদ্ধতিগতভাবে প্রস্তুতির প্রক্রিয়া, উপাদানের বৈশিষ্ট্য এবং বর্জ্যের কার্যকারিতা সূচকগুলি পর্যালোচনা করে-, এই পদ্ধতির সম্ভাব্যতা প্রদর্শন করে: শিল্প বর্জ্যকে কার্যকরী ফিল্টার সামগ্রীতে রূপান্তর করা শুধুমাত্র পরিবেশ দূষণ কমাতে পারে না বরং বিশ্বব্যাপী জল নিরাপত্তা এবং টেকসই উন্নয়নের জন্য শক্তিশালী সমর্থনও প্রদান করে।
2. তৈলাক্ত বর্জ্য জলের প্রতিকারের জন্য একটি পৃষ্ঠ ভেজাযোগ্যতা-চালিত এবং ফটো-অনুঘটক স্বয়ং-ক্লিনিং TiO₂/Al₂O₃ সিরামিক ঝিল্লি
জার্নাল: সারফেস এবং ইন্টারফেস
দীর্ঘ-মেয়াদী পরিস্রাবণের সময় ঝিল্লির ফাউলিং এবং ফ্লাক্স ক্ষয় হল ঝিল্লির-ভিত্তিক তেল-জল ইমালসন সেপারেশন প্রযুক্তির মুখোমুখি হওয়া মূল চ্যালেঞ্জ৷ এই সমীক্ষায় হাইড্রোফিলিক ব্যাপ্তিযোগ্যতা, ওলিওফোবিসিটি, এবং ফটোক্যাটালিটিক স্ব-পরিষ্কার বৈশিষ্ট্য সহ একটি বহুমুখী সিরামিক ঝিল্লি তৈরি করা হয়েছে যা এই সমস্যাগুলি দূর করতে পারে৷ এই ঝিল্লিটি ড্রপ-ন্যানো-টাইটানিয়াম ডাই অক্সাইডের (TiO₂) আবরণ একটি ছিদ্রযুক্ত অ্যালুমিনা (Al₂O₃) সাবস্ট্রেটের উপর ড্রপ করে ক্যালসিনেশন দ্বারা প্রস্তুত করা হয়েছিল। X-রশ্মি বিচ্ছুরণ (XRD), স্ক্যানিং ইলেক্ট্রন মাইক্রোস্কোপি (SEM), শক্তি-বিচ্ছুরিত এক্স-রে স্পেকট্রোস্কোপি (EDX), এবং মৌলিক ম্যাপিং ব্যবহার করে কাঠামোগত, রূপগত এবং গঠনগত বিশ্লেষণগুলি একটি ইউনিফর্ম এবং অ্যাল ₂থ ₂থ সারফেস ব্যতীত ঘনত্বের স্তরের গঠন নিশ্চিত করেছে। সাবস্ট্রেট স্ফটিক গঠন পরিবর্তন বা ছিদ্র বাধা সৃষ্টি করে.
ন্যানো-TiO₂ প্রলিপ্ত Al₂O₃ ঝিল্লির সারফেস ভেটেবিলিটি চরিত্রায়ন বাতাসে সুপারহাইড্রোফিলিক এবং সুপারলিওফিলিক বৈশিষ্ট্য প্রকাশ করে, যখন পানির নিচে সুপারলিওফোবিক বৈশিষ্ট্যগুলি প্রদর্শন করে। এই অনন্য ভেজা আচরণটি TiO₂ নিজেই উচ্চ পৃষ্ঠের শক্তি এবং ঝিল্লি পৃষ্ঠের স্তরবিন্যাস ন্যানো/মাইক্রোন রুক্ষতা কাঠামোর সিনারজিস্টিক প্রভাব থেকে উদ্ভূত হয়।
ক্রস-প্রবাহ পরিস্রাবণ ব্যবস্থার অধীনে তেলের-জল ইমালসন বিভাজনের কার্যকারিতা পরীক্ষায় দেখা গেছে যে ঝিল্লির পারমিট ফ্লাক্স ক্রমবর্ধমান অপারেটিং চাপের সাথে প্রায় রৈখিকভাবে বৃদ্ধি পেয়েছে, এবং বিচ্ছেদ কার্যকারিতা 0.5-2 বার চাপ সীমার মধ্যে 99% এর উপরে স্থিতিশীল রয়েছে। 840 মিনিটের একটানা অপারেশনের পর দীর্ঘ-মেয়াদী স্থিতিশীলতা পরীক্ষায় দেখা গেছে যে, জৈব (তেল) দূষণ দ্বারা প্রভাবিত, পারমিট ফ্লাক্স তার প্রাথমিক মূল্যের প্রায় 70% এ কমে গেছে, কিন্তু বিচ্ছেদ কার্যকারিতা উল্লেখযোগ্যভাবে ওঠানামা করেনি। আরও গুরুত্বপূর্ণ, TiO₂-এর অভ্যন্তরীণ ফটোক্যাটালিটিক স্ব{10}}পরিষ্কার বৈশিষ্ট্যগুলিকে কাজে লাগিয়ে, ঝিল্লির পৃষ্ঠে জমে থাকা জৈব দূষকগুলিকে কার্যকরভাবে হ্রাস করার জন্য মাত্র 45 মিনিটের অতিবেগুনী বিকিরণ প্রয়োজন ছিল, যা তার প্রাথমিক মূল্যের প্রায় 90% এ ফ্লাক্স পুনরুদ্ধার করে৷
3. বর্জ্য মার্বেল ধুলো থেকে টেকসই সিরামিক ঝিল্লি ব্যবহার করে লন্ড্রি জল পুনরুদ্ধার: কর্মক্ষমতা, ফাউলিং বিশ্লেষণ
জার্নাল: এনভায়রনমেন্টাল রিসার্চ
ত্বরান্বিত নগরায়ণ এবং উদীয়মান অর্থনীতির দ্রুত বিকাশ জল সম্পদের অতিরিক্ত শোষণের দিকে পরিচালিত করেছে। যদিও কৃষি এবং শিল্প মোট জল ব্যবহারের 60% এরও বেশি, আবাসিক জলের ব্যবহারও বর্জ্য জলের একটি উল্লেখযোগ্য উত্স{3}}প্রায় 50%–80% গৃহস্থালী কার্যকলাপ থেকে উদ্ভূত বর্জ্য জল। ক্রমাগত জনসংখ্যা বৃদ্ধি এবং নগরায়ন সরাসরি লন্ড্রির চাহিদা বাড়িয়ে দেয়, যার ফলে প্রচুর পরিমাণে লন্ড্রি বর্জ্য পানির সৃষ্টি হয়।
এই গবেষণায় লন্ড্রি বর্জ্য জলের চিকিত্সার জন্য বর্জ্য মার্বেল ধূলিকণা থেকে তৈরি একটি টেকসই সিরামিক ঝিল্লি ব্যবহার করা হয়েছে, যা একটি মাধ্যাকর্ষণ চালিত মৃত-শেষ পরিস্রাবণ ব্যবস্থার সাথে মিলিত হয়, যার ফলে একটি কম সামগ্রিক প্রক্রিয়া খরচ হয়। ঝিল্লির কর্মক্ষমতা দুটি মাত্রার উপর ভিত্তি করে মূল্যায়ন করা হয়েছিল: দূষণকারী অপসারণ এবং অ্যান্টিফাউলিং ক্ষমতা। শুধুমাত্র 0.05 বারে নিম্ন -চাপের অপারেশনের অধীনে, ঝিল্লিটি রাসায়নিক অক্সিজেন চাহিদা (COD) এর জন্য 88%, মাইক্রোপ্লাস্টিক (MPs) এর জন্য 98% এবং অস্বচ্ছতার জন্য 99% অপসারণের হার অর্জন করেছে। কাঁচা জলের COD এবং MP ঘনত্ব যথাক্রমে 1265 mg/L এবং 2.88 × 10⁶ কণা/L ছিল; চিকিত্সার পরে, COD কমে 145 mg/L, অ{14}}পানযোগ্য ব্যবহারের জন্য গ্রহণযোগ্যতা মান পূরণ করে। একই সাথে, ঝিল্লিটি 81% এর ফ্লাক্স রিকভারি রেট (FRR) সহ চমৎকার অ্যান্টিফাউলিং কর্মক্ষমতা প্রদর্শন করেছে।
ফাউলিং মেকানিজম বিশ্লেষণে দেখা গেছে যে মেমব্রেন ফাউলিং সম্পূর্ণ ছিদ্র ব্লকেজ এবং কেক পরিস্রাবণের সম্মিলিত প্রভাব দ্বারা প্রাধান্য পেয়েছে। এই ঝিল্লিটি উচ্চ দূষণকারী অপসারণের দক্ষতাকে চমৎকার অ্যান্টিফাউলিং বৈশিষ্ট্যের সাথে একত্রিত করে, এটি লন্ড্রি বর্জ্য জলের চিকিত্সার জন্য আদর্শ করে তোলে, উত্পাদিত জল সরাসরি অ{1}}পানযোগ্য অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে পুনরায় ব্যবহারযোগ্য।
4. ইউভি-সি এলইডি জীবাণুনাশক অ্যান্টিবায়োটিক-পানিতে প্রতিরোধী এসচেরিচিয়া কোলি: সিরামিক মেমব্রেন ফিল্টারেশনের সাথে একীকরণ
জার্নাল: প্রক্রিয়া
অ্যান্টিবায়োটিক প্রতিরোধের বিস্তার জনস্বাস্থ্য এবং বাস্তুতন্ত্রের নিরাপত্তার জন্য হুমকিস্বরূপ একটি বিশ্বব্যাপী সমস্যা হয়ে দাঁড়িয়েছে। এই চ্যালেঞ্জ মোকাবেলায় অভিনব জীবাণুমুক্তকরণ প্রযুক্তির বিকাশ একটি গুরুত্বপূর্ণ দিক। এই সমীক্ষায় গভীর অতিবেগুনি আলো-এমিটিং ডায়োড (UV-C LEDs) ব্যবহার করা হয়েছে অ্যান্টিবায়োটিক-প্রতিরোধী Escherichia coli এর নিষ্ক্রিয়তাকে বৈধতা দিতে বাস্তব-বিশ্ব জলজ পরিবেশ থেকে বিচ্ছিন্ন (সমুদ্রের জল, ভূপৃষ্ঠের জল এবং শোধিত জল সহ) পৌরসভার জল পুনরুদ্ধার করা হয়েছে৷
পরীক্ষাটি দুটি সাধারণ UV-C তরঙ্গদৈর্ঘ্য, 255 nm এবং 265 nm, এবং 1-7 mJ/cm² এর UV বিকিরণ ডোজ প্রয়োগ করে ফসফেট বাফার দ্রবণে ই. কোলির 10 স্ট্রেইনের মিশ্র ব্যাকটেরিয়া সংস্কৃতির সাথে ইনোকুলেট করা হয়েছে। ফলাফলগুলি দেখায় যে 2 mJ/cm² এর বিকিরণ মাত্রায়, উভয় তরঙ্গদৈর্ঘ্য ব্যাকটেরিয়াল লগারিদমিক নিষ্ক্রিয়তার মাত্রার প্রায় পাঁচটি অর্ডার অর্জন করেছে। স্ক্যানিং ইলেক্ট্রন মাইক্রোস্কোপি (SEM) পর্যবেক্ষণ UV বিকিরণ পরে ব্যাকটেরিয়া অঙ্গসংস্থানবিদ্যায় উল্লেখযোগ্য পরিবর্তন প্রকাশ করেনি, কিন্তু পাইরিমিডিন ডাইমার গঠনের পরিমাণগত সনাক্তকরণ লক্ষ্য করা গেছে{10}}প্রায় 40 ng/mL সাইক্লোবুটানেপাইরিমিডিন ডাইমারের উভয় তরঙ্গে m²/2 সেমি তরঙ্গ উৎপন্ন হয়েছিল নিশ্চিত করে যে ডিএনএ ক্ষতি প্রাথমিক নিষ্ক্রিয়করণ প্রক্রিয়া।
গবেষণাটি সিলিকন কার্বাইড সিরামিক ফ্ল্যাট শীট ঝিল্লির জল চিকিত্সা কার্যকারিতাও পরীক্ষা করেছে: মোট কলিফর্ম এবং ই. কোলাই উভয়ের গড় প্রত্যাখ্যান হার 99.9% এ পৌঁছেছে। UV-C LED প্রযুক্তি এবং সিরামিক মেমব্রেন প্রযুক্তির সাথে মিলিত, ঝিল্লির ঘনত্বের গভীর নির্বীজন করা সম্ভব, 99.985% বা তার বেশি নিষ্ক্রিয়করণের হার সহ, দক্ষ জল জীবাণুমুক্তকরণের ক্ষেত্রে এই প্রযুক্তি সংমিশ্রণের প্রয়োগের সম্ভাবনা সম্পূর্ণরূপে প্রদর্শন করে। ছবি
5. দূষিত জল থেকে সীসা অপসারণে ন্যানো-হ্যালোসাইট সিরামিক ঝিল্লির কার্যকারিতা।
জার্নাল: জল বিজ্ঞান ও প্রযুক্তি
এই গবেষণায় হ্যালোসাইট ন্যানোটিউব (HNTs) এবং ম্যাঙ্গানিজ টেট্রোক্সাইড (Mn₃O₄) ন্যানো পার্টিকেল দিয়ে ডোপড সিরামিক ন্যানোকম্পোজিট ঝিল্লি প্রস্তুত করা হয়েছে এবং জলে তাদের সীসা অপসারণের কার্যকারিতা পদ্ধতিগতভাবে মূল্যায়ন করা হয়েছে। HNT বিষয়বস্তু (75, 80, 85 wt.%) এবং সিনটারিং তাপমাত্রা (900, 1000 ডিগ্রী), ক্লিঙ্কার সংযোজন (8 wt.%) এবং Mn₃O₄ ডোপিং ধ্রুবক রেখে ছয় ধরনের সিরামিক ন্যানোকম্পোজিট মেমব্রেন তৈরি করা হয়েছিল।
জলের প্রবাহ পরীক্ষার ফলাফলে দেখা গেছে যে H85-900 ঝিল্লি (85% HNT সমন্বিত, 900 ডিগ্রিতে sintered) 5 বার চাপে 390 L/(m²·h) ফ্লাক্স সহ সর্বোত্তম ব্যাপ্তিযোগ্যতা ছিল। সংশ্লেষিত সীসা-ধারণকারী জলীয় দ্রবণগুলির পরীক্ষায়, H80-1000 ঝিল্লি (80% HNT ধারণ করে, 1000 ডিগ্রিতে sintered) সর্বোচ্চ সীসা অপসারণের হার দেখিয়েছে, 99.84% এ পৌঁছেছে। প্রকৃত ভূগর্ভস্থ জলের স্পাইকিং পরীক্ষায়, এই ঝিল্লিটি 99.16% এর উচ্চ অপসারণের দক্ষতা বজায় রেখেছে।
এই গবেষণাটি একটি সহ-বর্ষণ পদ্ধতি ব্যবহার করে Mn₃O₄ ন্যানো পার্টিকেলগুলিকে সংশ্লেষিত করেছে এবং বহুমাত্রিক-চরিত্রায়ন করেছে: স্ক্যানিং ইলেক্ট্রন মাইক্রোস্কোপি (SEM) 30-40 nm আকারের সাথে অভিন্ন কণা স্ফটিককরণ দেখিয়েছে; X-রে ফ্লুরোসেন্স স্পেকট্রোস্কোপি (XRF) 95.2% এর Mn₃O₄ বিশুদ্ধতা নিশ্চিত করেছে; এক্স-রে ডিফ্রাকশন (XRD) একটি টেট্রাগোনাল স্ফটিক সিস্টেম নির্দেশ করে; এবং UV-ভিস স্পেকট্রোস্কোপি 220 nm (O²⁻-Mn²⁺/Mn³⁺ চার্জ স্থানান্তর) এবং 350 nm (d-d ক্রিস্টাল ফিল্ড ট্রানজিশন) এ বৈশিষ্ট্যযুক্ত শোষণের শিখর দেখিয়েছে। এই ফলাফলগুলি দেখায় যে স্থানীয়ভাবে প্রাপ্ত হ্যালোসাইট ব্যবহার করে সিরামিক ঝিল্লিগুলির জল চিকিত্সায় ভারী ধাতু প্রতিকারের ক্ষেত্রে ভাল প্রয়োগের সম্ভাবনা রয়েছে।
