اسفنج حاوی نانومواد برای جداسازی نفت از آب مورد استفاده قرار گرفت

به گزارش گروه دانشگاه خبرگزایر دانشجو، شابی عباس زیدی، میمونا محمد و ندا یحیی دیاب از دانشگاه قطر (QU)، به بررسی چالش جداسازی نفت از آب پرداخته و در این مسیر موفق شدند تا از مشتقات گرافن برای جداسازی مخلوط نفت و آب استفاده کنند.

تحقیقات آن‌ها بر توسعه یک ماده جدید برای بازیابی کارآمد نفت از مخلوط نفت و آب متمرکز است. با اصلاح اسفنج‌های پلی‌اورتان (PU) و پنبه با اکسید گرافن احیاء شده (rGO)، آن‌ها به نتایج امیدوارکننده‌ای از نظر آب‌گریزی، کارایی جذب روغن، قابلیت استفاده مجدد و مقرون‌به‌صرفه بودن دست یافتند و راه‌حلی امیدوارکننده برای رسیدگی به مسئله آلودگی و آب و نشت نفت ارائه دادند.

ساختار متخلخل سه‌بعدی اسفنج‌های پلی‌یورتان در کاربرد‌های جداسازی روغن از آب بسیار امیدوار کننده است. با این حال، آب گریزی ضعیف آن راندمان جذب نفت را محدود می‌کند. برای غلبه بر این محدودیت، این تیم بر افزایش آبگریزی اسفنج با اصلاح آن با اکسید گرافن (GO) و متعاقبا احیاء آن به اکسید گرافن احیا شده (rGO) با استفاده از یک عامل احیاء کننده سبز و در دسترس، یعنی اسید L-آسکوربیک (L-AA) تمرکز کردند.

فرآیند سنتز GO شامل مخلوط کردن ۱ گرم از تکه‌های گرافیت با ۲۳ میلی‌لیتر H ۲ SO ۴، ۹۸ درصد و سپس هم‌زدن به مدت ۲۴ ساعت در دمای اتاق بود. سپس ۱۰۰ میلی‌گرم NaNO ۳ به آن اضافه شد و مخلوط به مدت ۳۰ دقیقه بهم زده شد. پس از آن، ۳ گرم KMnO ۴ به تدریج وارد محلول شد و مخلوط حاصل حرارت داده می‌شود و حدود ۳۰ دقیقه هم زده می‌شود.

افزودن بیشتر آب و به دنبال آن افزودن ۱۰ میلی‌لیتر H ۲ O ۲، ۳۰درصد، فرآیند سنتز را تکمیل کرد. سپس GO به دست آمده سانتریفیوژ شد تا گرافیت اکسید نشده حذف شود و برای به دست آوردن یک ماده پودر مانند، خشک شد. ورقه‌های جداگانه GO سنتز شده برای مطالعات در آب مقطر پراکنده شدند.

برای ساخت اسفنج‌های rGO-PU، این تیم از یک روش سبز استفاده کردند که از اسید ال اسکوربیک به‌عنوان یک عامل احیاء استفاده کرد. اسفنج‌های PU در ابتدا به قطعات کوچک بریده شدند و قبل از خشک شدن با آب مقطر و استون کاملاً شسته شدند. سوسپانسیون آبی GO از طریق فراصوت تهیه شده و L-AA در آن حل می‌شود. اسفنج‌های خشک PU در این مخلوط غوطه ور شدند و با هم زدن ملایم به مدت ۴۸ ساعت باقی ماندند.

سپس اسفنج‌ها شسته و خشک شدند تا اسفنج‌های rGO-PU بدست آید. همان پروتکل برای بدست آوردن rGO-پنبه استفاده شد. سطوح اصلاح شده rGO-PU و rGO-پنبه رفتار جذب و زوایای تماس آب برتر را در مقایسه با همتایان خود نشان دادند.