کاربرد روش نانوفناوری آئروژل در پاکسازی آبهای آلوده نفتی

به گزارش آژانس رویدادهای مهم نفت و انرژی " نفت ما " ، به طور کلی دو مسیر تصفیه اصلی برای آلودگی شناخته شده است: جذبی و واکنشی. هردوی این روشها می توانند به عنوان فرآیندهای پاکسازی در محل یا خارج از محل به کار برده شوند. درمورد آبهای آلوده نفتی، روشهای مرسوم برای حل مشکل نشت حجیم نفت معمولا کافی نیستند. در سالهای اخیر، نانوفناوری به عنوان منبع بالقوه راه حلهای جدید برای بسیاری از مشکلات بزرگ دنیا پدیدار شده است. هرچند کاربرد فناوری نانو برای پاکسازی آلودگیهای نفتی هنوز در مراحل ابتدایی است، ولی برای آینده امیدوارکننده است. در پنج سال گذشته، علاقه به جستجوی روشهای یافتن راه حلهای مناسب برای پاکسازی آلودگیهای نفتی با استفاده از نانومواد به صورت جهانی رشد چشمگیری داشته است (به ویژه جاذب های نانو متخلخل. برای مثال اکسیدهای گرافیت که با گرما ورقه شــده، آئروژل هایی که با تری فلوئوروکربن عامل دارشده اند و اسفنجهای نانولوله کربنی در میان سایر جاذب ها) ظرفیت جذب نفتی بالایی دارند. به طور خلاصه، نانومواد برای پاکسازی آلودگیهای نفتی شامل موارد زیر است. 1- آئروژلها (آئروژل آبگریز، آئروژل سیلیکایی عامل دار شده با تریفلوئوروکربن، آئرورسها)، 2-پخش کننده های نانویی (میسلهای تشکیل-دهنده محلولهای کلوئیدی مواد شـیمیایی بر پایه زیستی)، 3- نانوکامپوزیت های مغناطیسی (اکسید آهن، نانورسها، آهن/کربن، اکسید آهــن/کربن، نانوکامپوزیت های پلیمری مغناطیسی)، 4- غشاها (بر پایه نانوسیم های اکسید منگنز)، 5-فومها (ابرآب گریزها و ابرچربی دوستها)، 6-فیلترها و پدها (فیلترهای کتانی آبدوست یا دافع چربی، کاغذهای فیلتر ابرچربی دوسـت و یا ابرآب گریز)، 7-نانوساختارهای کربنی (گرافن کرمی شکل، اسفنجهای نانو لوله های کربنی)، 8-ارگانوکلی (رس های آلی) آب گریز نانوساختا، 9- نانو و میکرو اکسید تیتانیوم برای تجزیه فتوکاتالیستی. انتخاب پذیری نانومواد فیلتری، غشایی و جاذب بایستی برای طیف گسترده ای از حلالهای آلی و مواد نفتی، برای جداسازی مؤثر نفت و آب لازم است و بنابراین آلودگیهای نفتی را پاکسازی می کند. جاذب های مرسوم بر پایه پلی پروپیلن، الیاف شیشه ای پوشیده با سیلیکون، کتان خام، و غیره تمایل دارند که آب و حلال های آلی را جذب کنند، در حالی که اسفنجهای نانولوله کربنی، غشاهای نانوسیم، نانوذرات اکسید آهن مغناطیسی پوسته- هسته آب گریز به صورت انتخابی از مخلوط نفت و آب، نفت را به دلیل ترکیب استثنایی از ویژگیهای ابرآب گریزی و ابرچربی دوستی، جذب می کنند. ویژگیهای دیگر نانومواد مثل اسفنجهای نانولوله کربنی و آئروژلهــا، استحکام، انعطاف پذیری بالا، و تحمل آنها در چرخه های فشرده و با فشار زیاد بدون تأثیر بر ویژگیهای آنهاست. این ویژگیها برای بازیافت نفت و نیز تولید و استفاده مجدد از مواد بسیار سودمند است. کارهای اولیه بر روی آئروژل ها(Aerogels) ، اهمیت این ماده را برای پاکسازی آب نشان می دهد. آئروژلهای حاوی گروه تریفلوئورورکربن، با استفاده از CF3(CH2)2Si(CH3) , (CH3O)4Si در متانول ساخته شدند. آئروژل ها بر اساس جذب آب و آزمایش قطره معلق، آب گریز هستند. تصفیه نفت و مخلوط آب و نمک نشان می دهد که همه آئروژل های تری فلوئوروکربنی، نفت را از آب جدا می کنند و نشان می دهد که این ترکیبات نفت را بیشتر جذب می کنند. تحقیقات اخیر در این زمینه امیدوارکننده است. به ویژه گرانولهای آئروژلی سیلیکا که با فرایند دو مرحله ای سل و ژل تهیه و با اسید و باز کاتالیز شده اند، شامل خشک کننده الکوژل ها با فشـار محیط برای مطالعه بر روی جذب مایعات آلی متفاوت استفاده می شوند. چهار آلکان، چهار ترکیب آروماتیک، چهار الکل و سه نوع چربی برای جذب و جداسازی مایعات آلی استفاده شده اند. گرانولهای آئروژل آب گریز ظرفیت و سرعت جذب بسیار بالا را نشان می دهند. جداسازی حلال ها و چربیها از طریــق نگهداری گرانول های آئروژل که مایع جذب کرده اند در دماهای متفاوت و وزن کردن آنها در بازه های زمانی منظم تا زمانی که تمام مایع جذب شده جدا شود، مطالعه شده و نشان می دهد که ساختار آئروژل ها چندان تحت تأثیر جذب حلال نمی باشد، درحالی که جذب چربی منجر به کوتاهی آن و ساختار فشرده پس از جذب می شود. جواد ملکوتی خواه/کارشناس نانوبیوتکنولوژی

بی شک استفاده از فناوری‌های نوین وتکنولوژي های پیشرفته در صنعت نفت میتواند باعث افزایش ضریب بازیافت نفت وتوسعه میادین ومخازن گردد و در نهایت موجب افزایش رشد اقتصادی در جامعه و ایجاد اشتغال و زمینه ساز تحول اقتصادی گردد.شرکتهای نفتی باید با حمایت دولت واستفاده از صندوق توسعه‌ ملی وبخش خصوصی بیشترین سرمایه گذاری را در زمینه پژوهش و فناوری انجام دهند.زیرا پژوهش زمینه ساز بسیاری از تحولات وارتقا وتقویت بنیه علمی کشور واستفاده از فناوری‌های کارآمد خواهد شد.

۲ ۰