33413

حذف آلاينده‌هاي نفتي توسط اسفنج پلي يورتان اصلاح شده با نانو ساختاركربن متخلخل

كارشناسي ارشد

نانوفناوري - نانومواد

1398

1403/04/30

حسين بنا متجدد امروز

صادق صادق زاده

فناوري نوين

آب مهم ترين ماده تشكيل دهنده‌ي پيكره موجودات زنده كره زمين مي‌باشد. نفت و تركيات آروماتيك يكي از مهم ترين آلاينده‌هاي شيميايي مي باشند كه طي سال‌هاي اخير مخاطرات بهداشتي و زيست محيطي فراواني را ايجاد كرده اند. متداول ترين روش براي حذف اين تركيبات استفاده از بومها، مواد شيميايي، اسكيمر‌ها، پخش كننده‌ها و جاذب‌ها مي‌باشد. فناوري نانو گزينه‌هاي متعددي را براي حذف آلاينده‌هاي نفتي و روغني در آب و فاضلاب پيشنهاد مي‌دهد. اساس كار جداسازي نفت از آب، سوپر روغن دوستي و ابرآب گريزي مواد است كه يا ذاتا در نانو جاذب‌ها وجود دارد يا با اعمال پوشش بر روي سطوح، بايد به اين دو ويژگي دست يافت. در اين تحقيق در مرحله اول سنتز كربن متخلخل به وسيله پيروليز ليمو توسط سيستم خود فعال ساز انجام شده است و در مرحله دوم اصلاح سطح اسفنج پلي يورتان توسط كربن متخلخل و پوشش دهي به جهت ايجاد خاصيت آب گريزي صورت گرفته است. به وسيله مشخصه يابي‌هاي انجام شده در اين تحقيق شامل پراش اشعه ايكس (XRD)، طيف سنجي مادون قرمز (FTIR)، ميكروسكوپ الكتروني روبشي نشر ميدان (FE-SEM) انجام شده است. در جاذب هاي مورد بررسي در اين پژوهش جذب آلاينده به ترتيب از اسفنج پلي يورتان خام ، اسفنج پوشش داده شده با MDI و پتروليوم اتر ، فوم پلي يورتان اصلاح شده توسط متيل دي فنيل دي ايزوسيانات (MDI) و عامل نانو ذرات كربن در حال افزايش است. ميزان جذب در نمونه حاوي كربن فعال حدودا 3 برابر نمونه استاندارد بوده و داراي گزينش پذيري انتخابي در جذب مي باشد. نتايج FE-SEM نشان مي دهد تغييري بر روي ساختار اسفنج ها ايجاد نشده است و تنها در اثر پوشش دار كردن مورفولوژي سطح تغيير كرده است. كلمات كليدي: آلاينده‌هاي نفتي، اسفنج پلي يورتان، كربن متخلخل، روغن دوست و آبگريز، خود فعال ساز

1404/02/23

Removal of petroleum pollutants by polyurethane sponge modified with porous carbon

7/20/2025 12:00:00 AM

Water is the most important component of the bodies of living organisms on Earth. Oil and aromatic compounds are among the most significant chemical pollutants, which have caused numerous health and environmental hazards in recent years. The most common methods for removing these compounds include the use of booms, chemicals, skimmers, dispersants, and absorbents. Nanotechnology offers multiple options for removing oil and grease pollutants in water and wastewater. The basis for separating oil from water is the super oil affinity and super hydrophobicity of materials, which are either inherently present in nanoadsorbents or achieved through surface coatings. Due to their unique properties compared to bulk states and their higher capacity for better absorption and high reactivity, nanostructures are suitable materials for adsorption. Currently, nano techniques are being developed that utilize zero-valent iron (nZVI), carbon nanotubes, sponges, aerogels, nanocomposites, metal and non-metal nanostructured oxides, nitrides, salts, and zeolites. An ideal adsorbent should possess characteristics such as oil affinity, super hydrophobicity, high surface area, high adsorption capacity, and selective adsorption capability. In recent decades, various polymers such as polypropylene, polyolefin-based polymers, magnetic polymer nanocomposites, and others have been used as oil and petroleum adsorbents. Polyurethane sponges are one type of three-dimensional porous materials that, despite their hydrophilicity, have high adsorption capacity, low density, and good elasticity. Therefore, after modification and becoming hydrophobic, polyurethane sponges are a suitable option for oil removal from water. In this study, the first stage involved synthesizing porous carbon through the pyrolysis of lemon using a self-activation system. In the second stage, the surface of the polyurethane sponge was modified with porous carbon and coated to create hydrophobic properties. Characterization performed in this study included X-ray diffraction (XRD), Fourier-transform infrared spectroscopy (FTIR), and field emission scanning electron microscopy (FE-SEM). The adsorbents examined in this research showed increasing pollutant adsorption in the order of raw polyurethane sponge, sponge coated with MDI and petroleum ether, polyurethane foam modified by methyl diphenyl diisocyanate (MDI), and carbon nanoparticle agent. The adsorption rate in the sample containing activated carbon was approximately three times that of the standard sample and showed selective adsorption capability. FE-SEM results indicated that the structure of the sponges was not altered, but the surface morphology changed due to coating. Keywords: oil pollutants, polyurethane sponge, porous carbon, oleophilic and hydrophobic, self-activation.

آلاينده‌هاي نفتي , اسفنج پلي يورتان , كربن متخلخل , روغن دوست و آبگريز , خود فعال ساز

oil pollutants , polyurethane sponge , porous carbon , oleophilic and hydrophobic , self-activation

arezoo soltani

hosein bana motejaded emroz