捕油海绵可以解决每年产生的1000亿桶石油污染废水

时间:2020-01-29 19:17 来源:seo 作者:杏鑫 点击量:

捕油海绵可以解决每年产生的1000亿桶石油污染废水

海底石油钻探和水力压裂技术每年会向周围的水中释放微小的油滴,从而产生1000亿桶受石油污染的废水。

大多数从水中去除油的努力集中在去除工业泄漏的大油膜,但这些不适合去除微小的水滴。相反,科学家们正在寻找清洁水源的新方法。

现在,多伦多大学和伦敦帝国理工学院的研究人员已经开发出一种海绵,可以在十分钟内清除废水中90%以上的油微滴。

从废水中捕油后,可以用溶剂处理海绵,使其释放出油。然后这些油可以循环利用;海绵,准备再次使用。

海绵改善在前一个概念:作者博士Pavani Cherukupally,现在Imperial’化学工程系,已经开发了一个早期版本的海绵在她博士在t U虽然前面的海绵删除超过95%的油样品测试,所以本花了三个小时;比在工业中有用的时间长得多。

酸碱度也是一个问题,因为污水的pH值决定了海绵的工作效果。Cherukupally博士说:“我们的系统的最佳pH值是5.6,但是现实生活中的废水pH值在4到10之间。当我们接近那个比例的顶端时,我们看到去油率显著下降,下降到只有6%或7%。

现在,Cherukupally博士与T大学和帝国理工学院一起对海绵进行了化学改性,使其具有潜在的工业用途。新海绵的工作速度更快,pH值范围也比以前的海绵大得多。

研究结果发表在《自然可持续性》杂志上。

Spongey秘密

为了制造出最初的海绵,Cherukupally博士使用了普通的聚氨酯泡沫类似于在沙发垫子里发现的;将微小的油滴从废水中分离出来。研究小组仔细地调整了孔隙大小、表面化学物质和表面积,创造了一种能够吸引和捕捉油滴的海绵;这个过程被称为“吸附”本;让水流过。

在这项新研究中,为了改善海绵的特性,cherukupallyr博士的团队与多伦多大学的化学家们合作,将一种被称为纳米硅的材料的微小颗粒添加到泡沫表面。他们可以更好地控制海绵的表面积和表面化学物质,提高其捕捉和保留油滴的能力一个被称为临界表面能的概念。

使用后,可以将海绵从水中取出,用溶剂处理,将油脂从表面释放出来。

Cherukupally博士说:“关键的表面能量概念来自于生物燃料研究领域试图阻止微生物和藤壶等生物附着在船体等表面。

“通常情况下,你想把关键的表面能保持在一定范围内,以防止附着,但在我们的情况下,我们操纵它,让液滴紧紧附着。

“关键是要有策略地选择毛孔及其表面的特征。商用海绵已经有了捕捉微小水滴的小孔。聚氨酯海绵是由石油化学物质制成的,所以它们已经有了化学基团,这使得它们能够很好地捕捉水滴。

“问题是我们的化学基团比捕获所有液滴所需的要少。因此,我与犹他大学的化学家合作,增加化学基团的数量,并与帝国理工学院的达里尔·威廉姆斯教授合作,以获得正确的涂层数量。”

石油清理

研究报告的撰写者之一、来自佛罗里达大学的艾米·比尔顿教授说:目前的油污清理策略主要集中在漂浮的浮油上,而忽视了水中形成的小水滴。

“虽然我们的海绵是为工业废水设计的,但使之适应淡水或海洋环境有助于减少未来泄漏造成的环境污染。”

Cherukupally博士将继续提高海绵在石油应用方面的性能,并与帝国理工学院生命科学系的Huw Williams博士合作,研究海绵如何清除海水中的细菌。

她还希望用海绵来处理来自天然气、采矿和纺织工业的污染,并希望让发展中国家能够负担得起这种技术主要用于清除污染河流中的有机物、重金属和病原体。

引用:

利用表面工程海绵从废水中回收原油微滴的研究由Pavani Cherukupally, Wei Sun, Annabelle p.y. Wong, Daryl R. Williams, Geoffrey A. Ozin, Amy M. Bilton和Chul B. Park, 2019年12月16日,自然可持续性。

DOI: 10.1038 / s41893 - 019 - 0446 - 4

“用于吸附工业废水中微油滴的酸碱聚合泡沫”Pavani Cherukupally, Edgar J. Acosta, Juan P. Hinestroza, Amy M. Bilton和Chul B. Park, 2017年7月13日,环境科学与技术。

DOI: 10.1021 / acs.est.7b01255

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