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活性炭磁性粒子用于溢油清理
文章作者:韓研網絡部 更新時間:2022-5-26 16:19:13

  活性炭磁性粒子用于溢油清理

  近年來,溢油事故引發了廣泛的環境和生態問題。必須努力改進溢油響應技術,以防止溢油造成不可逆轉的損害年。開發效果好、環保的吸附材料勢在必行。本次我們通過,磁性Fe3O4采用化學共沉淀法合成復合納米粒子。然后用活性炭負載納米粒子,然后進行硬脂酸表面改性制成了溢油清理專用活性炭。由于其吸油性能和對油和水的選擇性潤濕性,它可用于從水中去除油。

  吸油能力研究

  通過使用四種不同的油(柴油、原油、發動機油和硅油)測試了活性炭的吸油能力。以4:25(w/w)的比例制備油/水混合物,并進行了兩種不同的測試。作為第一項研究的一部分,使用所研究的油制備了四組不同的油/水混合物,而活性炭的負載量保持在0.25g不變。由于其浮力,吸附劑漂浮在水面上并選擇性地吸附油,然后通過磁力去除和稱重。值得一提的是,使用非磁性交流電除油是一個耗時且繁瑣的過程。它需要通過過濾的后處理過程來回收油吸附劑。然而,這項研究通過使用的活性炭磁性粒子克服了這一不足。

  在第二項研究中,為了模擬海水,評估了NaCl濃度及其對活性炭性能的影響,并計算了每種油水/NaCl(0.5M)乳液的大吸收量。根據不同的研究,pH和溫度的變化不會顯著影響油吸附過程。因此,沒有對pH值和溫度進行調整。此外,對活性炭的五個連續吸附循環進行了檢查,以了解材料的可重復使用性。

  活性炭的選擇性和浮力評估

  定性評估了活性炭吸附劑的選擇性和浮力,如圖4所示。根據圖1b的定性表示,活性炭漂浮在水面上并選擇性地吸附機油,形成半固體物質。然后可以從混合物中磁性收集具有吸附油的吸附劑(見圖1c),留下無油水。也可以認為吸附劑粉末的浮力和選擇性是由于其超親油性,這有助于吸附劑選擇性地吸收油并漂浮在水上。浮力是油/水分離中吸油材料的另一個理想特性。高浮力可以使吸附劑即使在吸油后仍漂浮在水面上,這對吸油和隨后從溢出水中去除非常有幫助。吸附顆粒的浮力顯著降低了與采油相關的費用;钚蕴看帕αW拥母×涂焖傥教匦钥蓺w因于它們的低密度、高表面積和超親油特性。

  圖1:活性炭的選擇性和浮力的定量說明:(a)機油/水混合物,(b)將活性炭添加到機油/水混合物后30秒,(c)借助磁棒去除油吸附的活性炭磁性粒子。

  活性炭的兩親行為

  使用固著水滴法獲得水接觸角數據。通過將顆粒壓在載玻片上,將顆粒固定在載玻片上進行接觸角測量。根據圖2,結果證明了超親水和超親油的特性。水滴在0.1s內迅速在材料表面擴散,水接觸角為0°(見圖2a),而油滴也迅速在材料表面擴散,油接觸角為0°(見圖2b)。最近的研究表明,含有親油和親水結構域的納米結構表現出超兩親性。制造的材料與小油分子相互作用,導致它們在恢復過程中聚結成更大的液滴。根據研究,與活性炭的行為非常相似。

  圖2:所制備的活性炭的兩親性質,(a)親水表面,(b)親油表面。

  此外,研究了活性炭介導的油滴吸附和聚結,以了解快速有效的油層分離過程,如圖3所示。在將活性炭磁性納米復合材料添加到油/水混合物中之前,觀察到柴油和水的原始乳液。如圖3a所示,乳液中存在幾個微小的油滴。將活性炭添加到乳液中后,親油表面捕獲油滴,形成可漂浮結構,如圖3b所示。然后,乳液的頂層迅速分層形成許多較大的油滴,表明活性炭可能導致較大的油滴從微小的油滴中凝聚,然后形成一個單一的質量。如圖3c所示,它是在磁棒的幫助下收集的。

  圖3:(a)柴油-水乳液,(b)皮克林乳液,(c)活性炭表面的柴油吸附。

  活性炭的有效性和可重復使用性評估

  活性炭由于其高比表面積、高孔隙率、超親油性和浮力,可以有效吸附多種油類。在此,使用柴油/水和機油/水、硅油/水和輕質原油/水四種乳液來評估活性炭的分離能力。例如,在機油/水分離過程中,活性炭通過磁棒從水中吸附和去除油。簡而言之,將0.5g油滴入水中,然后滴入活性炭慢慢分散到油/水混合物中。隨著活性炭負載量的增加,油迅速吸附在活性炭表面。當活性炭的添加量達到0.25g時,油/水混合物中幾乎沒有油殘留;钚蕴繉λ姆N研究油的吸附能力?梢钥闯,結果表明吸附能力遵循以下順序:機油>輕質原油>柴油>硅油。

  活性炭磁性粒子用于溢油清理,合成了具有界面活性特性的可浮力雙層磁性納米粒子,該納米粒子具有活性炭層和疏水性硬脂酸層,用于溢油清理。這種活性炭具有高孔隙率和穩定性,為其磁芯提供保護,促進從地表水中回收吸附劑。評估材料性能的選擇性、浮力、吸油能力和可重復使用性。對于去離子水測試,發動機油、輕質原油、柴油和硅油的吸油能力都很好。磁場用于對活性炭施加吸引力包裹的油滴將它們與水分離。油浸的活性炭能夠用無毒溶劑(乙醇)再生長達5個循環,以從水中回收油,然后再重新使用?傮w而言,這種親油納米復合材料可用作去除漏油的候選材料。

文章標簽:椰殼活性炭,果殼活性炭,煤質活性炭,木質活性炭,蜂窩活性炭,凈水活性炭.

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