ساخت فیلترهای جداسازی آب از مواد نفتی توسط پژوهشگران ایرانی

محققان دانشگاه پیام نور میاندو‌آب در طرحی تحقیقاتی موفق به ساخت فیلترهایی با قابلیت بالا در جداسازی آب از مواد روغنی در آلودگی‌های نفتی شدند. در ساخت این فیلتر از یک نانوکامپوزیت جدید با ویژگی همزمان ابر آب دوست- ابر روغن گریز استفاده شده است.

کد خبر: ۱۱۸۳۷۵۷

تاریخ: ۰۲ مهر ۱۳۹۳ - ۱۳:۲۶

به گزارش گروه دانش خبرگزاری دانا (دانا خبر) رسوبات هیدروکربنی گرایش خاصی به ایجاد پوشش و در نتیجه تخریب سطوح دارند. انتشار نفت در خلیج مکزیک(2010) یکی از جدی‌ترین حوادث زیست‌محیطی دهه‌ی اخیر بوده‌ است. پس از آن نیاز به کنترل حوادثی این چنینی چند برابر شده است. برای جداسازی روغن از آب باید موادی با ظرفیت بالا و مقاومت خوب در برابر رسوب روغن و قابل استفاده‌ی مکرر انتخاب نمود. در میان مواد مختلف، هیدروژل‌ها به دلیل قدرت جذب و نگهداری بالای آب، گزینه‌ی مناسبی برای طراحی فیلترهای جداسازی آب و روغن به نظر می‌رسند.

دکتر حسین حسین‌زاده، عضو هیأت علمی دانشگاه پیام نور، در گفتگو با واحد خبری ستاد ویژه‌ی توسعه فناوری نانو گفت: «آب و مواد نفتی با هم مخلوط نمی‌شوند، اما می‌توانند به شدت در هم فرو روند. برای جداسازی آب از روغن و نفت، روش‌های مختلفی وجود دارد که به دلیل هزینه‌ی اجرایی بالا، بازده پایین و بزرگ بودن وسایل و تجهیزات به صرفه نیستند. برای حل این مشکل می‌توان از فیلترهای ساخته شده از مواد با قابلیت آب‌دوستی و روغن گریزی استفاده نمود. این کار تلاشی جهت طراحی نسل جدیدی از مواد برای جداسازی آب و نفت است. این فناوری کاربردهای بالقوه‌ی جذابی در تصفیه‌ی پساب‌های روغنی صنعتی و حذف لکه‌های نفتی دارد.»

در این طرح پژوهشی، استفاده از مواد نانوکامپوزیت سنتز شده با ویژگی آب‌دوستی و روغن گریزی یک روش جدید، آسان و کم هزینه برای کاهش آلودگی‌های نفتی از طریق حذف لکه‌های روغنی در محیط‌های آبی است. همچنین استفاده از نانوذرات فلز نقره در ساخت این نانوکامپوزیت، خاصیت آنتی باکتریایی مناسبی نیز ایجاد نموده است.

اختراعی از این نتایج تحت عنوان «پارچه‌ی هیدروژلی برای جداسازی آب و مواد نفتی» با شماره‌ی 80677 نیز به ثبت رسیده است.

از دیگر کاربردهای این طرح می‌توان به بالا بردن طول عمر و مقاومت فیلتر در شرایط واقعی محیطی، نظیر خوردگی و تجزیه توسط باکتری‌ها و استفاده از بسترهای انعطاف پذیر مانند پارچه به عنوان توری اشاره نمود.

برای دستیابی به اهداف مورد نظر، ابتدا نانوکامپوزیت حاوی کوپلیمر پلی (آکریل آمید-co-آکریلونیتریل) و نانوذرات نقره، توسط آمونیوم پرسولفات به عنوان آغازگر و متیلن بیس آکریل آمید به عنوان شبکه‌ساز، سنتز گردید. در ادامه، خواص تورمی آن مورد بهینه‌سازی قرار گرفت. سپس این ماده برای تبدیل شدن به یک فیلتر بر روی بستر توری مانندی پوشش داده شد. ساختار نانوکامپوزیت حاصل نیز توسط آزمون‌هایSEM ، IR ،TEM ، XRD و TGA مورد ارزیابی قرار گرفت.

در ادامه، بازده فیلتر ساخته شده برای جداسازی مخلوط آب و نفت خام و مخلوط‌های آب و روغن‌های مختلف مورد بررسی قرار گرفت. در این راستا، کلیه‌ی عوامل مؤثر بر راندمان جداسازی شامل نوع فیلتر، درصد هیدروژل پوشش داده شده، نوع روغن استخراجی و pH محلول در نظر گرفته شد.

تصویری از روند تصفیه آب از روغن به کمک فیلتر ساخته شده

این نتایج حاصل همکاری دکتر حسین حسین‌زاده و سینا محمدی- دانشجوی شیمی کاربردی مقطع کارشناسی در دانشگاه پیام نور- است که در مجله‌ی Water, Air and Soil Pollution (جلد 225، شماره 1، سال 2014، صفحات 1-2115 تا 14-2115) به چاپ رسیده است.