26971

استفاده از فوم پلي لاكتيك اسيد اصلاح شده جهت حذف آلاينده هاي نفتي

كارشناسي ارشد

شيمي تجزيه

1398

1401/03/28

چناب آقاي دكتر منصور انبياِء

شيمي

يكي از مهمترين چالشهاي جهاني در طول سال¬هاي اخير، حذف لكه هاي نفتي و تركيبات آلي آبگريز از آب اقيانوسها و درياها مي باشد زيرا اين آلاينده ها آسيبهاي جدي به محيط زيست تحميل مي كنند. امروزه پاكسازي لكه هاي نفتي، با استفاده از فوم¬هاي پليمري به عنوان گزينه اي مناسب مطرح است، زيرا فوم¬هاي فوق آبگريز به دليل جذب گزينشي، ظرفيت جذب بالا و خاصيت الاستيسيته كانديدي عالي جهت حذف لكه هاي نفتي هستند. انواع جاذب هاي نفتي با آبگريزي خوب و ظرفيت جذب بالا گزارش شده است. با اين حال، كاربرد عملي آنها به دليل فرآيند آماده سازي پيچيده، هزينه كاربري بالا و عدم تجزيه زيستي و گاهاً توليد پسماند ثانويه به شدت منع مي شود. در نهايت، توسعه يك استراتژي آسان و سبز براي ساخت فوم هاي پليمري با آبگريزي بالا و سازگاري با محيط زيست براي جداسازي لكه هاي نفتي در مقياس بزرگ همچنان يك چالش است. در اين پايان نامه، از فوم زيست سازگار پليمري پلي لاكتيك اسيد اصلاح شده توسط نانوكيتوسان و استئاريك اسيد به منظور حذف آلاينده هاي نفتي و آلي موجود در آب استفاده شده است. هر سه ماده استفاده شده جهت تهيه و اصلاح اين فوم، مواد سبز و ارزان هستند. خواص ساختاري فوم سنتزي حاصله توسط ميكروسكوپ الكتروني روبشي نشر ميداني، طيفسنج پراكندگي انرژي اشعه x، اسپكتروسكوپي زير قرمز تبديل فوريه، تجزيه و تحليل وزن سنجي حرارتي، دستگاه كشش 5 تن سانتام و دستگاه اندازه گيري زاويه تماس سطح مورد بررسي قرار گرفت. وجود عوامل اصلاح با ميكروسكوپ الكتروني روبشي، تغييرات و بهبود زاويه تماس سطحي قطره آب با فوم و تغييرات اعمالي در طيف هاي اسپكتروسكوپي زير قرمز تبديل فوريه قابل مشاهده است. پس از بهينه سازي مقادير و پارامترهاي سنتز فوم و همچنين مقادير عوامل اصلاح آن، در نهايت فوم F8d (تهيه شده با استفاده از دستگاه خشك كن انجمادي) قادر به حذف آلاينده هاي نفتي به صورت انتخابي در آب با زاويه تماس ˚51ر168 مي باشد. همچنين بيشترين و كمترين ظرفيت جذب آلاينده هاي نفتي توسط اين فوم به ترتيب مربوط به آلاينده كلروفرم و n-هگزان با مقدار g/g12ر0 ± 51ر48 وg/g 09ر0 ± 06ر32 است. پس از انجام آزمايش هاي پايداري ساختاري، شيميايي، دمايي و فيزيكي فومهاي سنتزي اصلاح شده F4d و F8d داراي مقاومت بالايي در همه¬ي زمينه¬هاي گفته مي¬باشند. به دليل بهبود خواص مكانيكي پس از اصلاح و بهينه سازي مقادير، بازه درصد جذب فوم F8d پس از 15 چرخه جذب و واجذب، براي آلاينده n-هگزان عدد 99ر85% و آلاينده كلروفرم عدد 81ر87% مي باشد كه بيانگر قابليت عالي اين فوم جهت استفاده مجدد است.

1401/06/16

Use of modified Poly lactic acid foam to remove oil pollutions

6/18/2023 12:00:00 AM

One of the most important global challenges in recent years is the removal of oil slicks and hydrophobic organic compounds from the waters of the oceans and seas because these pollutants cause serious damage to the environment. Nowadays, cleaning oil stains using polymer foams is a suitable option, because super-hydrophobic foams are excellent candidates for removing oil stains due to selective adsorption, high adsorption capacity and elasticity. A variety of oil adsorbents with good hydrophobicity and high adsorption capacity have been reported. However, their practical application is strictly prohibited due to the complex preparation process, high user cost, lack of biodegradation, and sometimes the production of secondary waste. Finally, developing an easy and green strategy to produce high-hydrophobic and environmentally friendly polymer foams for large-scale oil slick separation remains a challenge. In this study, biocompatible polylactic acid polymer foam modified by nanochitosan and stearic acid was used to remove petroleum and organic contaminants in water. All three materials used to prepare and modify this foam are green and inexpensive. The structural properties of the synthetic foam were examined by Field emission scanning electron microscopy, energy dispersive X-ray spectroscopy, Fourier transform infrared spectroscopy, thermal gravimetric analysis, 5 ton SANTAM strain testing machine and contact angle measurement device. The existence of modification factors with scanning electron microscopy, changes and improvement of the surface contact angle of water droplets with foam and applied changes in the infrared spectra of Fourier transform are visible. After optimizing the values and parameters of foam synthesis as well as the values of its modifiers, finally F_8 d foam (prepared using freeze-drying machine) is able to selectively remove of oil pollutants in water with contact angle of 168.51˚. Also, the maximum and minimum adsorption capacity of oil pollutants by this foam is related to chloroform and n-hexane pollutants with values of 48.51 ± 0.12 g/g and 32.06 ± 0.09 g/g. After performing structural, chemical, temperature and physical stability tests, the modified synthetic foams have high strength in all the mentioned fields. Due to the improvement of mechanical properties after modification and optimization of values, the adsorption percentage range for F_8 d foams after 15 adsorption and desorption periods are 85.99% for n-hexane and 87.81% for chloroform, respectively, which indicates the excellent ability of these foams for reuse.

آلاينده نفتي , فوق آبگريزي , فوم پلي لاكتيك اسيد , نانوكيتوسان , استئاريك اسيد

Oil pollutants , Superhydrophobic , Polylactic acid foam , Nanochitosan , Stearic acid

maryam gharehasanloo

professor mansoor anbia