25821

حذف لكه هاي نفتي از آب با استفاده از جاذب پليمري اصلاح شده با گرافن

كارشناسي ارشد

شيمي تجزيه

1400

1400/9/7

دكتر منصور انبيا

شيمي

يكي از چالش¬هاي جهاني در سال¬هاي اخير، حذف لكه¬هاي نفتي و تركيبات آلي فرار آب¬گريز مي¬باشد زيرا حذف آن¬ها از محيط زيست ضروري است. امروزه، پاكسازي لكه‌هاي نفتي، با استفاده از فوم‌هاي پليمري تجاري اصلاح شده به عنوان گزينه‌اي مناسب مطرح مي‌باشد، زيرا به شكلي موثر و ارزان‌ در مقياس صنعتي قابل به¬كارگيري است. در ميان انواع فوم¬ها، فوم¬هاي پلي¬يورتان و فوم ملامين با ويژگي¬هايي همچون زيست سازگاري، پايداري حرارتي و مكانيكي مناسب، تخلخل بالا، وجود اتصال بين حفرات و در دسترس بودن، بيشتر مورد بررسي قرار گرفته¬اند. تاكنون مطالعات زيادي به منظور عامل¬دار كردن فوم¬هاي پليمري و توليد فوم¬هاي فوق¬¬آب¬گريز، براي حذف موثر نفت و تركيبات آلي از آب انجام شده است. فوم¬هاي فوق¬آب¬گريز به دليل جذب گزينشي، ظرفيت جذب بالا و خاصيت الاستيسيته، به عنوان جاذب¬هاي عالي براي زدودن لكه-هاي نفتي و حلال¬هاي آلي داراي كاربرد بسياري مي¬باشند. در اين تحقيق، از جاذب¬هاي پليمري پلي¬يورتان و ملامين اصلاح شده توسط نانو كامپوزيت گرافن-وينيل تري اتوكسي سيلان به منظورحذف لكه¬هاي نفتي و تركيبات آلي فرار از آب استفاده شده است. پس از اصلاح، ويژگي آب¬دوستي فوم خام پلي يورتان و ملامين به آب¬گريزي و فوق¬آب¬گريزي به ترتيب با زاويه تماس 93ر146 و 63ر¬153 افزايش مي¬يابد. بيشترين مقدار ظرفيت جذب نفت و حلال¬هاي آلي توسط فوم ملامين اصلاح شده 100 بار بيشتر از وزن اوليه آن و براي فوم پلي¬يورتان اصلاح شده 95 بار بيشتر از وزن اوليه آن بوده است. هم¬چنين، اين فوم¬ها توانايي بازيابي بسيار مناسبي را پس از 15 مرتبه تكرار فرآيند جذب-فشردن نشان مي¬دهند. چنين ويژگي¬هايي باعث شده تا جاذب¬هاي سنتز شده به عنوان گزينه¬ي بسيار مناسبي براي جذب انواع تركيبات آلي و نفتي مطرح باشند. ساختار اين جاذب¬ها با استفاده از پراش اشعه ايكس، ميكروسكوپ الكتروني روبشي، طيف¬سنجي زير قرمز تبديل فوريه، طيف¬سنجي پراش انرژي پرتو ايكس و دستگاه زاويه تماس مورد بررسي قرار گرفت. وجود عوامل اصلاح با ميكروسكوپ الكتروني روبشي(SEM) قابل مشاهده است. بررسي ويژگي¬هاي عنصري تركيبات سنتز شده با دستگاه پراش انرژي پرتو ايكس(EDX) و افزايش درصد سيليسيم و كربن، وجود نانوكامپوزيت سنتزشده را برروي سطح فوم¬ها تاييد مي¬كنند. در آناليز پراش پرتو ايكس(XRD) نيز، حضور پيك¬هاي مشخص در9.07⁰ 2θ= و 25⁰ 2θ= تاييد خوبي براي حضور نانوكامپوزيت سنتزشده مي¬باشد.

1400/10/05

Removal of oil spill with polymeric foams modified with graphene

11/28/2022 12:00:00 AM

One of the global challenges in recent years is the removal of oil stains and volatile organic compounds, because removing them from ecosystem is necessary. Today, oil slick cleaning using commercially modified polymer foams is a viable option because it can be used effectively and cheaply on an industrial scale. Among types of foams, polyurethane and melamine foams which characteristics such as high porosity, the presence of cavities and greater availability were examined. So far, many studies have been done to functionalize polymer foams and produce hydrophobic foams to effectively remove oil from the water. Hydrophobic foams due to their high adsorption capacity and elasticity as excellent adsorbents for removing oil stains and organic solvents. The most important challenge in the production of hydrophobic foams is to increase the adsorption capacity, selectivity and reproducibility, which is achived by improving the surface area, contact angle of water and coating materials, respectively. In this study, modified plyurethane and melamine adsorbents with VTES-Graphene nanocomposite has been used for removal of oil spills. After modifying the hydrophilicity of raw polyurethane and melamine foam change to hydrophobicity and super hydrophobicity, with the contact angle of 146.93 and 153.63, respectively. The highest adsorption capacity of oil spill and organic solvents with modified polyurethane foam is 100 times more than initial weight and for modified melamine foam is 95 times more than initial weight. Also, these foams show excellent recovery ability after 15 repetitions of the adsorption-compression process. Such excellent properties make the synthesized adsorbent a good choice for the adsorption of a variety of organic compounds. The structure of these adsorbents was examined by X-ray diffraction, scanning electron microscopy, Fourier transform infrared spectroscopy, X-ray energy diffraction spectroscopy and contact angle device.

نانوكامپوزيت گرافن، آلاينده نفتي، فوق¬آب¬گريزي، ارگانوسيلان، اسفنج¬هاي تجاري

Graphene nanocomposites, oil spill contaminants, Hydrophobicity, Organosilane, Commercial sponges