活性炭磁性粒子用于溢油清理

近年來(lái)，溢油事故引發(fā)了廣泛的環(huán)境和生態(tài)問(wèn)題。必須努力改進(jìn)溢油響應(yīng)技術(shù)，以防止溢油造成不可逆轉(zhuǎn)的損害年。開發(fā)效果好、環(huán)保的吸附材料勢(shì)在必行。本次我們通過(guò)，磁性Fe3O4采用化學(xué)共沉淀法合成復(fù)合納米粒子。然后用活性炭負(fù)載納米粒子，然后進(jìn)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(duì)油和水的選擇性潤(rùn)濕性，它可用于從水中去除油。

吸油能力研究

通過(guò)使用四種不同的油(柴油、原油、發(fā)動(dòng)機(jī)油和硅油)測(cè)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(jìn)行了兩種不同的測(cè)試。作為第一項(xiàng)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(fù)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(guò)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(gè)耗時(shí)且繁瑣的過(guò)程。它需要通過(guò)過(guò)濾的后處理過(guò)程來(lái)回收油吸附劑。然而，這項(xiàng)研究通過(guò)使用的活性炭磁性粒子克服了這一不足。

在第二項(xiàng)研究中，為了模擬海水，評(píng)估了NaCl濃度及其對(duì)活性炭性能的影響，并計(jì)算了每種油水/NaCl(0.5M)乳液的大吸收量。根據(jù)不同的研究，pH和溫度的變化不會(huì)顯著影響油吸附過(guò)程。因此，沒(méi)有對(duì)pH值和溫度進(jìn)行調(diào)整。此外，對(duì)活性炭的五個(gè)連續(xù)吸附循環(huán)進(jìn)行了檢查，以了解材料的可重復(fù)使用性。

活性炭的選擇性和浮力評(píng)估

定性評(píng)估了活性炭吸附劑的選擇性和浮力，如圖4所示。根據(jù)圖1b的定性表示，活性炭漂浮在水面上并選擇性地吸附機(jī)油，形成半固體物質(zhì)。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(wú)油水。也可以認(rèn)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(gè)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(duì)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(guān)的費(fèi)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。

↑活性炭的選擇性和浮力的定量說(shuō)明：(a)機(jī)油/水混合物，(b)將活性炭添加到機(jī)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(shù)據(jù)。通過(guò)將顆粒壓在載玻片上，將顆粒固定在載玻片上進(jìn)行接觸角測(cè)量。根據(jù)圖2，結(jié)果證明了超親水和超親油的特性。水滴在0.1s內(nèi)迅速在材料表面擴(kuò)散，水接觸角為0°(見圖2a)，而油滴也迅速在材料表面擴(kuò)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(jié)構(gòu)域的納米結(jié)構(gòu)表現(xiàn)出超兩親性。制造的材料與小油分子相互作用，導(dǎo)致它們?cè)诨謴?fù)過(guò)程中聚結(jié)成更大的液滴。根據(jù)研究，與活性炭的行為非常相似。

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