Graphene Based Membranes for High Salinity, Produced Water Treatment by Pervaporation Separation
Notice bibliographique
Résumé
Petroleum industries generate huge volumes of wastewater that is associated with oil and gas during extraction, known as produced water. It accounts for 98% of the amount extracted, and comprises diverse pollutants of salts, suspended solids, dissolved organic solutes, and dispersed oils; that require to be safely treated before being disposed to the environment, or reused for various beneficial applications. Nowadays, graphene-based membranes have shown potential as a membrane material due to their high performance and stability features. This research demonstrated the use of graphene oxide membranes supported on polyethersulfone films (GO/PES) for high salinity water, simulated produced water model (PWM), and PWM with simulated foulants treatment via the pervaporation separation technology. The membranes showed the highest water flux of 47.8 L m-2 h-1 for NaCl solutions in pervaporation testing operated at 60 oC, and salt and organic rejections of 99.9% and 56%, respectively. In addition, the membranes were tested for long-term pervaporation for 72 hours and showed a decline of 50–60% from the initial flux in the worst-case-scenario. Moreover, in-depth investigation of the Zn2+ crosslinker showed a hydrolysis reaction to Zn(OH)2, with the progress of the long-term pervaporation, in which much of it is being leached out. Consequently, since GO membranes are not stable in water, it remains challenging to be utilized in the industry. A more stable GO membrane in aqueous phase was proposed. The membrane’s stability was enhanced by divalent and trivalent metal cations of Zn2+ and Fe3+ crosslinkers, respectively, and partial reduction under vacuum. Two orders of fabrications were investigated of either crosslinking rGO (method I) or reducing \nM+–rGO (method II). The prepared membranes were examined for their characterization and performance. Fe3+–rGO prepared by method II showed the best organic solute rejection of 69%. Moreover, long-term pervaporation experiment was performed for 12 hours for Zn2+–rGO membranes, and revealed a drop in flux of 6% only, while Zn2+–GO membrane had a drop in flux of 24%. Additionally, the stability of the membranes was tested via an abrasion method using a rotary wheel abrader. The conducted experiments revealed that Fe3+–rGO membranes had the maximum mechanical integrity with an abrasion resistance of 95% compared to the initial control (non-reduced and non-crosslinked) GO/PES membrane.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».