Сделать стартовой  |  Добавить в избранное  |  RSS 2.0  |  Информация авторамВерсия для смартфонов
           Telegram канал ОКО ПЛАНЕТЫ                Регистрация  |  Технические вопросы  |  Помощь  |  Статистика  |  Обратная связь
ОКО ПЛАНЕТЫ
Поиск по сайту:
Авиабилеты и отели
Регистрация на сайте
Авторизация

 
 
 
 
  Напомнить пароль?



Противовирусный препарат Виталанг-2. Приобрести.


Навигация

Реклама


Загрузка...

Важные темы
Работа Дмитрия Медведева над «ошибками» страны...
Управление, как реальность: кое-что о Фурсенко, образовании...
Новые реалии методологии управления
Алекс Зес: Тезисы управления
США:У нас мало времени! Час расплаты близок!
Л.Ларуш: Америка рухнет первой. "Мы входим в период бунтов"
Теоретическая география


Анализ системной информации

» » » Магнитная губка поможет бороться с разливами нефти

Магнитная губка поможет бороться с разливами нефти


9-06-2020, 13:18 | Финансы и кризис / Финансовые новости | разместил: Редакция ОКО ПЛАНЕТЫ | комментариев: (0) | просмотров: (473)

 

Nandwana et al. / Industrial & Engineering Chemistry Research, 2020

Американские материаловеды превратили обычные полиуретановые губки в материал для сбора нефти с поверхности воды. Благодаря гидрофобному и липофильному покрытию такие губки эффективно впитывают нефть, а добавка магнитных частиц поможет снизить вязкость собранной нефти, чтобы ее регенерировать. Результаты исследования опубликованы в журнале Industrial & Engineering Chemistry Research.

Для устранения разливов нефти в водоемах известно четыре подхода: сжигание нефти на поверхности воды, откачивание нефтеводяной эмульсии насосами, использование дисперсантов для разбивания нефтяной пленки на поверхности и последующего поглощения нефтяных капель микроорганизмами и сбор с помощью твердых сорбентов. Последний способ наиболее предпочтителен, как с экологической, так и с экономической точки зрения. Во-первых, нефть удаляется из экосистемы навсегда, а не превращается, например, в углекислый газ или не идет в пищу живым организмам. Во-вторых, часть собранной таким образом нефти можно регенерировать.

Американские материаловеды под руководством Винайяка Дрэвида (Vinayak P. Dravid) из Северо-Западного университета разработали новый сорбент с липофильными, гидрофобными и магнитными свойствами. За основу взяли коммерчески доступные губки из полиуретана с пористостью около 95 процентов и покрыли их углеродным нанокомпозитом с наночастицами магнетита Fe3O4 и магнетита, допированного марганцем MnFe2O4.

Композит из графита с наночастицами синтезировали с помощью ультразвука: в предыдущих работах группы Дрэвида было показано, что таким образом можно интеркалировать наночастицы магнетита между графитовыми слоями. Чтобы нанести композит на пористую губку, кусочки губки сначала опускали в воду, а затем помещали в суспензию графита с наночастицами и снова обрабатывали ультразвуком в течение десяти минут. 

После ультразвуковой обработки губки оставляли в суспензии еще на час, затем промывали водой и сушили при температуре 60 градусов Цельсия в течение часа. После такой обработки образуется стабильное покрытие нанокомпозита на поверхности губки. Структура композита была подтверждена методом дифракции электронов в выбранной области, а энергодисперсионная спектроскопия показала, что его частицы равномерно распределились по всей поверхности полиуретановой губки.

Графитовое покрытие делает губки гидрофобными и липофильными. Они плохо смачиваются водой и водными растворами (контактный угол около 120 градусов, незначительно меняется в зависимости от кислотности раствора), в то время, как для нефти было зафиксировано очень хорошее смачивание с почти нулевым контактным углом. Авторы отмечают, что при необходимости гидрофобность губок можно еще увеличить, добавив в пропитывающую суспензию больше графена.

Благодаря сочетанию гидрофобности и олеифильности при погружении в смесь воды с неполярной жидкостью, губка впитывает исключительно неполярную жидкость. Благодаря высокой пористости материал может абсорбировать массу жидкости, многократно превышающую собственную массу: например, около 18 граммов гексана и 26 граммов моторного масла на один грамм. Количество абсорбированной нефти определяется плотностью и вязкостью, например, в случае техасской нефти удалось собрать 19 граммов на грамм губки, а в случае тяжелой и вязкой азербайджанской — около 32 граммов. Губки эффективно поглощают нефть с поверхности щелочных и кислых растворов, а также растворов солей, что очень важно для сбора нефти с поверхности морей и соленых озер. Губки можно использовать много раз — после десяти циклов они сохраняли более 90 процентов от своей изначальной эффективности.

 

Вверху: иллюстрация гидрофобных и липофильных свойств материала; Внизу: эксперименты по сбору нефти с поверхности воды. для наглядности нефть подкрашена красным пигментом.

Nandwana et al. / Industrial & Engineering Chemistry Research, 2020

 

Добавка суперпарамагнитных частиц Fe3O4 и MnFe2O4 нужна по двум причинам. Во-первых, это облегчает сбор губок с поверхности — достаточно поднести магнит, не нужно тянуть и сжимать губку, что могло бы привести к частичной потере собранной нефти. Кроме того, поместив губку в радиочастотное магнитное поле можно более эффективно регенерировать собранную нефть. Суперпарамагнитные частицы под действием поля нагреваются, в результате вязкость нефти снижается и она легче десорбируется с поверхности губки. Чтобы подтвердить это предположение, авторы провели эксперименты с самой вязкой азербайджанской нефтью. За 50 минут обработки радиочастотным полем с частотой 300 килогерц удалось без механического воздействия регенерировать 25 процентов собранной нефти — на треть больше, чем в контрольном эксперименте, где магнитное поле не использовалось.

Авторы работы особо подчеркивают, что предложенный ими материал не содержит дорогих компонентов, а его синтез прост в исполнении и не требует дорогостоящего оборудования. Процесс нанесения покрытия можно интегрировать в уже существующие промышленные линии производства губок, поэтому технология может быть готова к внедрению в самое ближайшее время.

Ранее китайские материаловеды сконструировали губчатый воздушный фильтр для наноразмерных частиц. Основа фильтра делается из меланил-формальдегида, который пропитывают ионной жидкостью. Подавая на фильтр напряжение, можно управлять его электростатической силой, то есть способностью улавливать мелкие частицы.

А более подробно об известных способах борьбы с нефтяными разливами можно прочитать в нашем материале об аварии на норильской ТЭЦ-3.

Наталия Самойлова

https://nplus1.ru/news/2020/06...



Рейтинг публикации:

Нравится2




Комментарии (0) | Распечатать

Добавить новость в:


 



 
Уважаемый посетитель, Вы зашли на сайт как незарегистрированный пользователь. Чтобы писать комментарии Вам необходимо зарегистрироваться либо войти на сайт под своим именем.






» Информация
Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации. Зарегистрируйтесь на портале чтобы оставлять комментарии
 


Новости по дням
«    Август 2020    »
ПнВтСрЧтПтСбВс
 12
3456789
10111213141516
17181920212223
24252627282930
31 

Погода
Яндекс.Погода


Реклама


Загрузка...

Опрос
Погромы в США, к чему они ведут




Реклама
Загрузка...

Облако тегов
Аварии и ЧП на АЭС, Акция: Пропаганда России, Америка настоящая, Арктика и Антарктика, Блокчейн и криптовалюты, Воспитание, Высшие ценности страны, Геополитика, Импортозамещение, ИнфоФронт, Кипр и кризис Европы, Кризис Белоруссии, Кризис Британии Brexit, Кризис Европы, Кризис США, Кризис Турции, Кризис Украины, Кризис в России, Любимая Россия, Навальный, Наука России, Новости Украины, Оружие России, Остров Крым, Правильные ленты, Россия, Сделано в России, Ситуация в Сирии, Ситуация вокруг Ирана, Скажем НЕТ Ура-пЭтриотам, Скажем НЕТ хомячей рЭволюции, Служение России, Солнце, Трагедия Фукусимы Япония, Хроника эпидемии, коронавирус, новости, оппозиция, сша, украина

Показать все теги
Реклама

Популярные
статьи



Реклама одной строкой

    Главная страница  |  Регистрация  |  Сотрудничество  |  Статистика  |  Обратная связь  |  Реклама  |  Помощь порталу
    ©2003-2020 ОКО ПЛАНЕТЫ

    Материалы предназначены только для ознакомления и обсуждения. Все права на публикации принадлежат их авторам и первоисточникам.
    Администрация сайта может не разделять мнения авторов и не несет ответственность за авторские материалы и перепечатку с других сайтов. Ресурс может содержать материалы 16+


    Map