فوم پلی یورتان برای پاکسازی نشت نفت

دسته: مقالات منتشر شده در 29 ارديبهشت 1403
نوشته شده توسط Admin بازدید: 52

فوم پلی یورتان انعطاف پذیر با خواص اولئوفیلک و آبگریزی بهبودیافته برای پاکسازی نشت نفت

در این مطالعه از سه ترکیب شیمیایی (A1، A2 و A3) با زنجیره های آلکیل بلند (C5، C8 و C10) باهدف بهبود خواص اولئوفیل و آبگریزی مکعب های انعطاف پذیر توخالی پلی اورتان (FPU) در پاکسازی نشت نفت استفاده شد. مشاهده شد که جذب آب درمقایسه با FPU توخالی تقریبا 50 درصد کاهش می یابد، درحالی که جذب نفت خام در مکعب های اصلاح شده FPU به ترتیب تا 37.16، 42.68 و 45.94 گرم/گرم افزایش یافت و همچنین جذب سوخت گازوئیل نیز در هر سه نمونه به ترتیب 36.72، 39.80 و 41.68 گرم/گرم ثبت شد. در سیستم آب-نفت، ظرفیت جذب مکعب های FPU اصلاح شده با سه ترکیب آلی اولئوفیلک جدید برای نشت نفت خام به ترتیب تا 43.47، 44.49 و 45.15 گرم/گرم و 34.07، 34.16 و 36.05 گرم/گرم برای نشت سوخت دیزل افزایش یافت درحالی که این رقم در مکعب های FPU خالی 27.29 و 22.28 بود. یافته های به دست آمده نشان می دهد که می توان از مکعب های FPU اصلاح شده برای پاکسازی نشت نفت استفاده کرد.

 

نشت نفت، نشت مواد آلی سمی و حوادث غیرمنتظره همگی آسیب های زیست محیطی و اکولوژیکی شدیدی به همراه دارند. نشت نفت زمانی اتفاق می‌افتد که نفت مایع از وسایل نقلیه، خطوط لوله یا کشتی ها به محیط بیرون ریخته می شود. تخلیه پساب نفتی صنعتی و وقوع نشت نفت منجر به آسیب های زیست محیطی و آلودگی در سالهای اخیر، جداسازی نفت/آب و جذب نفت شده است که سوژه های داغ تحقیقاتی به شمار می رفتند. پخش کننده ها، بوم ها، اسکیمرها، جاذب ها و زیست پالایی برخی از روش‌های مورد استفاده برای مقابله با نشت نفت هستند. ازمیان این رویکردها، روش جذب نفت به دلیل بهره وری بالا، سهولت در عملکرد و قابلیت جذب بالا پتانسیل جداسازی موثر نفت و آلاینده‌های آلی از اکوسیستم دریایی را دارد. اخیرا جمع آوری نفت با استفاده از مواد آبگریز و اولئوفیلک مورد توجه قرار گرفته است. جاذب های آلی مصنوعی مانند مواد پلیمری (پلی یورتان، پلی پروپیلن، پلی اتیلن و پلیمرهای متقاطع) پیچیده ترین جاذب های تجاری هستند که به دلیل خواص اولئوفیلیک و آبگریزی ناشی از جوشان بودن نفت، مقاوم در برابر سایش و ویژگی های عایق در پاکسازی لکه های نفتی استفاده می شوند. ویژگی های فوق آبگریز و فوق اولئوفیل در اسفنج اصلاح شده پلی وینیل الکل (PVC) مشاهده شد. علاوه براین، اسفنج اصلاح شده PVA نیز به دلیل ظرفیت جداسازی، کارایی و قابلیت استفاده مجدد می تواند با فشار پمپ نفت را از آب جدا کند. یک رویکرد سنتزی زیست سازگار و ساده به منظور تهیه موفقیت آمیز اسفنج سیلیله PVA با خواص فوق آب گریزی و فوق اولئوفیلی توسعه داده شد. یکپارچگی ساختاری PVA اورجینال با اسفنج سیلیله PVA سیلیله مقایسه شد. اسفنج سیلیله PVA به دلیل سیلیله شدن سطح اسکلت و از دست رفتن زیرساختارهای نانو متمایز دارای خواص فوق آبگریزی و فوق اولئوفیلی است. نشت نفت هم اکوسیستم دریایی و هم محیط زیست را تهدید می کند. درنتیجه، تقاضا برای بازیافت نفت و همچنین یافتن جاذب های موثر آبگریز یا اولئوفیلک برای جداسازی نفت از آب روبه افزایش است. برای این کار از اسفنج فوق آبگریز SA/PPy/MF تهیه شده از پلی پیرول (PPy) قرار داده شده در اسفنج ملامین فرمالدئید (MF) تیمار شده با اسید استئاریک (SA) استفاده شد.

 

علاوه براین، اسفنج MF به دلیل دسترس تجاری، کم هزینه، سبک وزن و استحکام یک جاذب مناسب است و همه این فاکتورها نشان دهنده کیفیت مطلوب در یک جاذب با کارایی بالا هستند. در این مطالعه، یک اسفنج فوق آبگریز/اولئوفیل MF محصور شده با PPy و اصلاح شده با SA به منظور پاکسازی نفت ساخته شد. برای اصلاح سطح MF، از فرایندهای دو مرحله ای استفاده می شود: غلظت کم DN برای ساخت پلتفرم واکنش آبگریزی و سپس استفاده از آسیل کلرید به دلیل واکنش پذیری بالا، سمیت کم و مقرون به صرفه بودن به عنوان یک عامل آبگریزی. درنتیجه، این تکنیک آماده سازی مزایای صرفه جویی در زمان، سمیت کم، هزینه کم، جذب بالای نفت، مصرف کم انرژی و قابلیت استفاده مجدد را نشان می دهد. اسفنج PU نوعی پلیمر متخلخل و آبدوست با ظرفیت جذب، چگالی کم و فرایندهای ساخت مقیاس پذیر است. با این حال، معمولا هم آب و هم مواد شیمیایی آلی را جذب می کند که کاربرد آن را برای جداسازی انتخابی نفت از آب محدود می کند. با توجه به مطالب گفته شده، تغییر هیدرولیک در اسفنج های پلی یورتان ضروری است به گونه ای که به شدت آبگریز و اولئوفیلیک شوند تا امکان جذب و حذف مداوم آلاینده های نفتی از آب را با ظرفیت جداسازی بالا داشته باشند. هدف از این مطالعه بهبود خواص اولئوفیلیک و آبگریزی انواع فوم های PU با اصلاح سطح توسط سه ماده آلی مختلف دارای گروه های آلکیل با زنجیره بلند، نفت خام و گازوئیل است. ویژگی های جذب مکعب های پلی یورتان انعطاف پذیر (FPU) خالی و اصلاح شده درمقایسه با آب، نفت خام، سوخت دیزل و همچنین در سیستم های آب-نفت به طور کامل مورد آزمایش و مقایسه قرار گرفتند.

 

کلام آخر

هدف از این مطالعه بهبود خواص اولئوفیلیک و آبگریزی انواع فوم های PU با اصلاح سطح توسط سه ماده آلی مختلف دارای گروه های آلکیل با زنجیره بلند، نفت خام و گازوئیل است. ویژگی های جذب مکعب های پلی یورتان انعطاف پذیر (FPU) خالی و اصلاح شده درمقایسه با آب، نفت خام، سوخت دیزل و همچنین در سیستم های آب-نفت به طور کامل مورد آزمایش و مقایسه قرار گرفتند. جذب نفت در مکعب های پلی یورتان انعطاف پذیر (FPU) اصلاح شده توسط سه گروه مختلف آلکیل با زنجیره بلند بهبود یافت. از مکعب های FPU اصلاح شده برای پاکسازی نفت ریخته شده استفاده می شود. مشخص شد که هرچه طول زنجیره بیشتر باشد، غیرقطبی تر بوده و خواص آبگریزی و اولئوفیلیک آن افزایش می یابد. درنتیجه، مکعب های FPU اصلاح شده می توانند ازلحاظ قابلیت جذب نفت به ترتیب FPU-g-A3>FPU-g-A2>FPU-g-A1 قرار گیرند. در FPU-g-A1, FPU-g-A2 بهبود یافته و FPU-g-A3  ظرفیت جذب نفت خام تا 37.16، 42.68 و 45.94 گرم/گرم و جذب گازوئیل تا 36.72، 39.80 و 41.68 گرم/گرم افزایش یافت. درحالی که ظرفیت جذب آب در مکعب های پلی یورتان انعطاف پذیر (FPU) خالی کمتر از 18.04 بود، پس از اصلاح سطح FPU در FPU-g-A1, FPU-g-A2 و FPU-g-A3 به ترتیب به 7.77، 7.60 و 7.58 گرم/گرم رسید. این روند ممکن است به برهمکنش نیروی واندروالس بین نفت و پلیمر نسبت داده شود؛ طول زنجیره آلکیل آبگریزی پلیمر و جذب نفت توسط پلیمر را افزایش می دهد. در این مایعات، تمام مکعب های فوم پیوندی FPU دارای ظرفیت جذب آب بسیار بالا هستند. طول زنجیره های آلکیل آبگریزی مواد را تحت تاثیر قرار می دهد. زنجیره های آلکیل طولانی تر در برابر آب بهتر از زنجیره های آلکیل کوتاه تر مقاوم تر هستند. وقتی نوبت به زنجیره آلکیل می رسد، به تعداد بیشتری از اتم های کربن برای آبگریز کردن سطح آب بدون باقی گذاشتن اثری از آب نیاز است. آبگریزی زنجیره با طولانی شدن آن افزایش می یابد.