অক্সিজেন ঝিল্লির উপকারিতা সম্পর্কে আপনি কতটা জানেন?

অক্সিজেন ঝিল্লি মিথেন গ্যাস থেকে নাইট্রোজেন উৎপাদনের একটি দুর্দান্ত উপায়। এর কারণ হল ঝিল্লি আপনাকে দুটি গ্যাস মিশ্রিত করে নাইট্রোজেন তৈরি করতে দেয়। এটি করার মাধ্যমে, আপনি আরও বেশি নাইট্রোজেন এবং আরও দ্রুত উত্পাদন করেন। অতএব, অক্সিজেন মেমব্রেন ব্যবহার করার অনেক সুবিধা রয়েছে। এখানে কিছু আছে:

অক্সিজেন-ভেদ্য ঝিল্লি শক্তি চক্রে নাইট্রোজেন উত্পাদন দক্ষতা উন্নত করার জন্য একটি প্রতিশ্রুতিশীল কৌশল। যাইহোক, পলিমারিক ঝিল্লি সাধারণত উচ্চ পারমসিলেক্টিভিটি করতে সক্ষম হয় না। এই অধ্যয়নের লক্ষ্য তাদের পারফরম্যান্সের উপর এই ছায়াছবিগুলির পৃষ্ঠের রুক্ষতার প্রভাব পরীক্ষা করা।

এই গবেষণায় একটি বিসিএফজেড ফাঁপা ফাইবার মেমব্রেন চুল্লি ব্যবহার করা হয়েছিল। এক ঘন্টার জন্য 1050 ডিগ্রি সেলসিয়াসে উত্তপ্ত BCFZ স্লারি ব্যবহার করে একটি ছিদ্রযুক্ত স্তর তৈরি করুন। তারপর ঝিল্লির বাইরের পৃষ্ঠে এটি ব্রাশ করুন। অপারেশনের 120 ঘন্টা পরে, SEM চিত্রগুলি বিশ্লেষণ করুন। এই ফলাফলগুলি ইঙ্গিত দেয় যে ছিদ্রযুক্ত BCFZ স্তর অক্সিজেন আয়ন অ্যাসোসিয়েশন সাইটগুলিকে বৃদ্ধি করে, যার ফলে অক্সিজেন পারমিয়েশন বৃদ্ধি পায়।

Fe-স্তম্ভযুক্ত ক্লোসাইট 15A (P-C15A) একটি পলিসালফোন ম্যাট্রিক্সে বিচ্ছুরিত। এটির গতিগত ব্যাস, পিকেএ এবং সিলেক্টিভিটি সহ অনেক বৈশিষ্ট্য রয়েছে।

চিত্র বিশ্লেষণ সফ্টওয়্যার ব্যবহার করে, ঝিল্লির বাম-ডান যোগাযোগ কোণ অনুমান করুন। ঝিল্লির যান্ত্রিক শক্তি এবং সিস্টেমের কর্মক্ষমতা নির্ধারণের জন্য রুক্ষতা একটি গুরুত্বপূর্ণ কারণ।

890 ডিগ্রি সেলসিয়াসে, ঝিল্লি কার্বন ডাই অক্সাইড এবং মিথেনের জন্য উচ্চ নির্বাচনীতা দেখিয়েছিল। যাইহোক, লিথিয়াম ক্লোরাইডের উপস্থিতিতে, এই মান 63% দ্বারা হ্রাস করা হয়েছিল।

পারমিটের দিকে মিথেনের ঘনত্ব বৃদ্ধির সাথে সাথে মিথেন রূপান্তর 45% থেকে 33% এ হ্রাস পেয়েছে। এই হ্রাস ঝিল্লির মধ্যে 1O2 মেসেনকাইমাল গঠনের হ্রাস হারের জন্য দায়ী করা যেতে পারে।

উপরন্তু, ছিদ্রযুক্ত BCFZ স্তরটি অক্সিজেন ট্রান্সমিশন দক্ষতা বাড়াতে পারে। 1O2 ব্যাপ্তিযোগ্যতার নিম্ন সীমা মাত্র 2 সেমি/সেকেন্ড। যদিও ছিদ্রযুক্ত স্তরের উপস্থিতিতে অক্সিজেন সংক্রমণের হার কিছুটা বেশি ছিল, তবে মিথেনের সম্পূর্ণ রূপান্তর অর্জনের জন্য এটি যথেষ্ট ছিল না।

একটি মেমব্রেন অক্সিজেন প্ল্যান্ট হল একটি শিল্প ব্যবস্থা যা অক্সিজেন উৎপন্ন করার জন্য ডিজাইন করা হয়েছে। এটি তুলনামূলকভাবে সহজ এবং নির্ভরযোগ্য, এবং বিদ্যমান বায়ু সিস্টেমে একত্রিত করা যেতে পারে। ঝিল্লি অক্সিজেন উদ্ভিদ 30-45% অক্সিজেন বিশুদ্ধতা উত্পাদন করে। এটি অন্যান্য উদ্ভিদের প্রধান সুবিধা।

বায়বীয় জীবের জন্য অক্সিজেন অপরিহার্য এবং বিভিন্ন প্রযুক্তিগত প্রক্রিয়ায় উপস্থিত থাকে। উদাহরণস্বরূপ, তেলের সান্দ্রতা প্রক্রিয়াকরণ এবং বাড়ানোর জন্য এটি তেল ও গ্যাস সেক্টরে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়। উপরন্তু, এটি কাটা প্রক্রিয়া এবং brazing প্রক্রিয়া ব্যবহার করা হয়.

ঐতিহ্যগতভাবে, পরিমাপ পদ্ধতিগুলি রঙিনমিট্রিক বিশ্লেষণের উপর নির্ভর করে, তবে সাম্প্রতিক উন্নয়নগুলি রিয়েল-টাইম ডেটাকে অনুমতি দেয়। ও-ওসিআর নামক একটি পদ্ধতি একাধিক মেমব্রেন বিলেয়ার ডিভাইস জুড়ে অক্সিজেন খরচ একযোগে সনাক্ত করার অনুমতি দেয়।

আরেকটি পদ্ধতি, O-MCP, অক্সিজেন ঘনত্ব এবং অক্সিজেন খরচ ডেটা একযোগে সংগ্রহের অনুমতি দেয়। প্রাথমিকভাবে, এটি একটি একক ডিভাইস দিয়ে করা হয়েছিল। সসীম উপাদান বিশ্লেষণ-ভিত্তিক মডেলিং ব্যবহার করে, গবেষকরা পরিমাপ অনুকরণ করতে এবং একক-কোষ ওসিআর ডেটা অনুমান করতে সক্ষম হন।

অপটিক্যাল-ভিত্তিক সেন্সর ইউনিটটি O-MCP এর নীচের মাইক্রোচ্যানেলে অবস্থিত। সেন্সর ইউনিট 0.75 মিমি পুরু। প্রতিটি মাইক্রোচ্যানেলের প্রবাহ ডিভাইসের ঢাকনার মধ্যে অবস্থিত মাইক্রোপাম্পের অ্যারে দ্বারা নিয়ন্ত্রিত হয়।

ও-এমসিপি ওষুধ-প্ররোচিত বিপাকীয় পরিবর্তনের পরিমাপের অনুমতি দেয়। মানব কিডনি প্রক্সিমাল টিউবুলার এপিথেলিয়াল কোষ ধারণকারী মাইক্রোফ্লুইডিক কালচার প্লেটে এই পরিবর্তনগুলি পর্যবেক্ষণ করা হয়েছিল।

যেহেতু ঝিল্লি অক্সিজেন কেন্দ্রীকরণগুলি পরিচালনা করা সহজ, সেগুলি পরিচালনা করতে কম খরচ হয়। বিপরীতে, ক্রায়োজেনিক অক্সিজেন প্ল্যান্টগুলির জন্য আরও উন্নত প্রযুক্তিগত সরঞ্জাম প্রয়োজন এবং এটি পরিচালনা করা আরও জটিল। যাইহোক, এই গাছপালা আরো নির্ভরযোগ্য এবং উচ্চ বিশুদ্ধতা অক্সিজেন প্রদান করতে পারেন.

এই গবেষণায়, ওটিএম মডিউলের সর্বোত্তম কাঠামোগত নকশা প্রাসঙ্গিক জ্যামিতিক পরামিতিগুলি সনাক্ত করে নির্ধারণ করা হয়েছিল। এটি একটি অক্সিজেন মেমব্রেন মডিউল প্রদর্শনের দিকে একটি গুরুত্বপূর্ণ পদক্ষেপ যা সফলভাবে একত্রিত করা, পরীক্ষা করা এবং একটি শিল্প সেটিংয়ে পরিচালিত হতে পারে।

এই উদ্দেশ্যে, একটি প্রোটোটাইপ মডিউল একটি মাল্টিডিসিপ্লিনারি পদ্ধতি ব্যবহার করে ডিজাইন করা হয়েছিল। এর জন্য উত্পাদন প্রক্রিয়া, সমাবেশ, বৈশিষ্ট্য এবং নকশা সম্পর্কিত বিষয়গুলি বিবেচনা করা প্রয়োজন। এটি লক্ষণীয় যে এই পদ্ধতিটি অন্যান্য ধরণের মডিউলগুলিতে প্রসারিত করা যেতে পারে। একটি সফল ডিজাইনের চাবিকাঠি হল সঠিক সিলিং সিস্টেম থাকা।

এই গবেষণায় ব্যবহৃত উপাদানগুলি হল প্লেট-টাইপ ওটিএম মডিউল যা যৌগিক সিরামিক উপকরণ এবং ছিদ্রযুক্ত স্তর দ্বারা নির্মিত। প্রতিটি স্তরকে একত্রে স্তরিত করে একটি ইউনিট গঠন করা হয়। যুক্তিসঙ্গত গ্যাস প্রবাহ হারের জন্য অভ্যন্তরীণ প্যাসেজ ডিজাইন করুন।

থিন ফিল্ম ওটিএম মডিউলের নির্ভুলতা উন্নত করতে মডেলটিতে একটি 20-নোড হেক্সহেড্রাল উপাদান যুক্ত করা হয়েছিল। এটি গ্যাস চ্যানেল স্তরে চাপের মানগুলির নির্ভুলতা বাড়ায়।

ঝিল্লির কার্যকারিতা মূল্যায়ন করার জন্য বেশ কয়েকটি অনুপ্রবেশ পরীক্ষা করা হয়েছিল। এই পরীক্ষাগুলির মধ্যে সবচেয়ে সফল একটি দেখায় যে সবচেয়ে কার্যকর প্রবেশযোগ্য এলাকাটি আসলে ছিদ্রযুক্ত স্তরের শীর্ষে ছিল।

মিথেন প্রাকৃতিক গ্যাসের একটি গুরুত্বপূর্ণ উপাদান। এটি অনেক প্রক্রিয়া দ্বারা উত্পাদিত হয় যেমন বর্জ্য জল চিকিত্সা, ল্যান্ডফিল, অ্যানেরোবিক হজম, ভূমি ব্যবহার এবং জীবাশ্ম জ্বালানী পরিবহন।

প্রতি ইউনিট এলাকায় CH4 নির্গমন মাটির ধরন এবং মাটিতে CH4 এর ঘনত্বের উপর নির্ভর করে। এটি অনুমান করা হয় যে ভূগর্ভে উত্পাদিত CH4 এর 50% এবং 90% এর মধ্যে বায়ুমণ্ডলে পৌঁছানোর আগে অক্সিডাইজ হয়ে যায়। এটি ছিদ্র স্থানের উপস্থিতি এবং গ্যাসগুলিকে অক্সিডাইজ করার জন্য অণুজীবের ক্ষমতার কারণে।

মিথেন একটি কার্যকর উষ্ণায়ন এজেন্ট হতে পারে। তবে সময়ের সাথে সাথে এর উষ্ণতা বৃদ্ধির প্রভাব হ্রাস পায়। সৌভাগ্যবশত, এই স্বল্পস্থায়ী গ্যাসের সাথে যুক্ত অনেক দূষণকারী তেল ও গ্যাসের যন্ত্রপাতি উন্নত করে এবং ফুটো কমিয়ে কমিয়ে বা নির্মূল করা যায়।

উপরন্তু, প্রাকৃতিক জলাভূমি এবং দাবানল মিথেনের উৎস। যেহেতু এই গ্যাসটি অত্যন্ত দাহ্য, তাই এটি দুর্বল বায়ুচলাচল স্থানে বাতাসের সাথে বিস্ফোরক মিশ্রণ তৈরি করতে পারে। এই বিস্ফোরক মিশ্রণগুলি গুরুতর শ্বাসকষ্টের অসুস্থতার কারণ হতে পারে।

মিথেন নির্গমনের আরেকটি প্রধান উৎস হল জীবাশ্ম জ্বালানী পোড়ানো। EPA এই সমস্যা সমাধানে সাহায্য করার জন্য একটি কয়লাযুক্ত মিথেন প্রচার প্রোগ্রাম তৈরি করেছে। তেল ও গ্যাসের যন্ত্রপাতি আপগ্রেড করে, ছড়িয়ে পড়া রোধ করে এবং জনসাধারণকে শিক্ষিত করে, এজেন্সি আমাদের জলবায়ুতে এই দূষণকারীর অবদান কমাতে আশা করে।

দক্ষিণ-পূর্ব চীনে দুই বছরের ফিল্ড ট্রায়াল পরিচালিত হয়েছিল। গবেষণায় বিভিন্ন মাটির স্তর এবং মিথেন নির্গমনের মিথস্ক্রিয়া পরীক্ষা করা হয়েছে। বিভিন্ন স্তরে CH4 ঘনত্ব একটি মাল্টি-স্টেজ স্যাম্পলিং প্রোব ব্যবহার করে পরিমাপ করা হয়েছিল।

মাটি CH4 ঘনত্বের উপর নাইট্রোজেন নিষিক্তকরণের প্রভাব অধ্যয়ন করা হয়েছিল। নাইট্রোজেন নিষেকের সাথে চার স্তরের মাটিতে CH4 এর ঘনত্ব বৃদ্ধি পায়। বায়োচার সংশোধনের CH4 ঘনত্বের উপর কোন উল্লেখযোগ্য প্রভাব ছিল না।

এই অধ্যয়নের লক্ষ্য ছিল একটি অসমমিত ঝিল্লির মাধ্যমে অক্সিজেনের প্রবেশের তদন্ত করা। এটি প্রতিশ্রুতিবদ্ধ ঝিল্লি উপকরণ উত্পাদনের সাথে যুক্ত চ্যালেঞ্জগুলি সনাক্ত করার চেষ্টা করে।

একটি ঝিল্লি প্রক্রিয়ার অর্থনৈতিক কার্যকারিতা নির্ধারণে অক্সিজেন ব্যাপ্তিযোগ্যতা গুরুত্বপূর্ণ। অক্সিজেন উত্পাদনের জন্য দক্ষ, পরিবেশগতভাবে বন্ধুত্বপূর্ণ এবং টেকসই সমাধান বিকাশের জন্য, ঝিল্লি উপকরণগুলির উচ্চ অক্সিজেন ব্যাপ্তিযোগ্যতা থাকতে হবে। এটি প্রক্রিয়া দক্ষতার উন্নতি এবং উৎপাদন খরচ কমানোর জন্য গুরুত্বপূর্ণ। বিভিন্ন গবেষণা বিভিন্ন ঝিল্লিতে অক্সিজেনের ব্যাপ্তিযোগ্যতা তদন্ত করেছে।

ব্যাপ্তিযোগ্যতা হল অক্সিজেনের আংশিক চাপের গ্রেডিয়েন্ট, পৃষ্ঠের বিনিময় হার এবং অক্সিজেন আয়নের বাল্ক ডিফিউসিভিটি। যাইহোক, পরীক্ষামূলক সেটিং এর উপর নির্ভর করে এই ভেরিয়েবলের প্রভাব পরিবর্তিত হতে পারে। উদাহরণস্বরূপ, পলিমার ঝিল্লির মাধ্যমে অক্সিজেনের প্রবেশ প্রায়ই উপাদানের রাসায়নিক এবং তাপীয় স্থিতিশীলতার দ্বারা সীমাবদ্ধ থাকে।

আমরা দুটি অপ্রতিসম ঝিল্লির মাধ্যমে অক্সিজেনের প্রবেশের উপর তাপমাত্রা এবং ইনলেট বায়ু বেগের প্রভাব তদন্ত করেছি। অক্সিজেন উৎপাদনের হার নির্ধারণ করতে, আমরা ঝিল্লির সমর্থিত দিকে বিশুদ্ধ গ্যাস হিসাবে বিশুদ্ধ হিলিয়াম সরবরাহ করেছি।

আমাদের ফলাফলগুলি প্রস্তাব করে যে অক্সিজেন প্রবাহ বৃদ্ধির কারণে একটি গুরুত্বপূর্ণ ফ্যাক্টর দ্বারা অক্সিজেন প্রবাহ বৃদ্ধি পায়। উপরন্তু, কোর দিকে নাইট্রোজেন বিশুদ্ধতা এছাড়াও উন্নত হয়. উচ্চতর অক্সিজেন ব্যাপ্তিযোগ্যতা সত্ত্বেও, কার্বন ডাই অক্সাইড নির্বাচনীতা অপরিবর্তিত রয়েছে।

প্রচুর সংখ্যক নমুনার উপর ঘরের তাপমাত্রা পরীক্ষার একটি সিরিজ সঞ্চালিত হয়েছিল। এই পরীক্ষাগুলি উত্পাদন প্রক্রিয়ার পুনরাবৃত্তিযোগ্যতা নিশ্চিত করে। 950 °C এ, নমনীয় শক্তি sf একটি কাস্টম-মেড চার-পয়েন্ট SiC ফিক্সচার ব্যবহার করে পরিমাপ করা হয়েছিল। অতিরিক্তভাবে, তাপমাত্রা নিরীক্ষণের জন্য নমুনার পাশে একটি Pt/Pt-Rh থার্মোকল রাখা হয়েছিল।