Екологія
Екологія

Вкрита парафіноподібним матеріалом губка всотала розлиту в холодній воді нафту

Дослідники створили губку, вкриту парафіноподібною сполукою. Губка здатна адсорбувати краплі нафти зі стічних вод температурою від 5 до 40 градусів за Цельсієм із ефективністю від 90 до 99% впродовж 10 циклів. Крім того, після промивання гептолом всотана нафта вивільняється протягом декількох секунд. Стаття про це доступна у журналі Science Advances

PTI

PTI

У чому складність під час очищення від нафти холодної води?

Подолання наслідків розливу нафти у крижаних арктичних водах є складним завданням. При низьких температурах хімія поверхні нафтових плям змінюється, і в’язкість нафти зростає. Традиційні технології очищення є або енерговитратними, або неефективними для відділення крапель нафти розмірами менше 20 мікронів. Проте нещодавно вчені створили нове недороге рішення для рекультивації стоків нафтових родовищ — спеціальні фототермічні губки. Вони видаляють нафту з морської поверхні, плавлячи її при 90 градусах за Цельсієм. Хоча такий підхід швидко збирає нафту, нагрівання потребує багато енергії, особливо при високих концентраціях. Більше того, при підвищеній температурі леткі органічні речовини з сирої нафти або розчиняються, або випаровуються, посилюючи їхній токсичний ефект. У якості альтернативи вчені пропонують адсорбувальні губки з критичною поверхневою енергією. Однак невідомо, як вони працюватимуть при низьких температурах.

Що створили вчені?

Дослідники вирішили створити губку з такою поверхнею, яка відповідає термочутливій морфології крапель нафти. Нафта — це суміш насичених, ароматичних сполук, смол та асфальтенів. При низьких температурах на її поверхні кристалізується насичений віск. Це збільшує в'язкість нафти, викликаючи злиття її крапель, і призводить до утворення багатофазних емульсій. Отже, губка з відповідними властивостями може адсорбувати багатофазні краплі нафти з холодних стічних вод, прикріплюючись до липких кристаликів воску на поверхні крапель. Згодом адсорбовану сиру нафту можна буде збирати, витісняючи її за допомогою розчинників, тож губку вийде використовувати повторно. Вчені розробили таку губку, покривши поліестерну поліуретанову основу наносиліконом з парафіноподібною октадецильною сполукою.

A: при охолодженні в залежності від температури віск на поверхні нафти переходить із розчинної у рідкокристалічну чи твердокристалічну фазу. B: краплі нафти при низьких температурах частково зливаються і стають багатофазними краплями та гелями. C: губка зі спеціальним покриттям може адсорбувати багатофазні краплі нафти з води, збираючи рідкі та тверді кристаліти воску на їхній поверхні. P. Cherukupally et al.

A: при охолодженні в залежності від температури віск на поверхні нафти переходить із розчинної у рідкокристалічну чи твердокристалічну фазу. B: краплі нафти при низьких температурах частково зливаються і стають багатофазними краплями та гелями. C: губка зі спеціальним покриттям може адсорбувати багатофазні краплі нафти з води, збираючи рідкі та тверді кристаліти воску на їхній поверхні. P. Cherukupally et al.

Наскільки це ефективно?

Експерименти продемонстрували, що така губка може видаляти від 90 до 99% крапель нафти з води температурою від 5 до 40 градусів за Цельсієм. Згодом поглинуту нафту можна вилучити з губки протягом декількох секунд. Губка показала свою ефективність під час 10 циклів роботи.