Сорбенты на основе глауконита для сбора нефти и нефтепродуктов

Autor: Rami Mejri, Y. S. Peregudov, Elena M. Gorbunova, Sabukhi I. Niftaliev
Rok vydání: 2020
Předmět:
Zdroj: Kondensirovannye sredy i mezhfaznye granitsy = Condensed Matter and Interphases. 22:257-265
ISSN: 2687-0711
1816-0395
DOI: 10.17308/kcmf.2020.22/2852
Popis: Получены сорбенты на основе природного материала глауконита для сбора нефти и нефтепродуктов с разных поверхностей. Глауконит относится к алюмосиликатным минералам и широко используется для очистки воды и почвы от различных поллютантов. Классификация позволила отобрать фракцию глауконита с размером частиц 0.045–0.1 мм, которая наиболее эффективна при сорбции нефтепродуктов. Для этого проводилась термическая активация и модифицирование сорбента органическими соединениями. Термообработка образцов глауконита осуществлялась при температурах 100, 600 и 1000 °С. Для придания ему гидрофобных свойств модифицировалистеариновой кислотой. При контакте сорбентов с водой (продолжительность 92 часа) установлено, что при массовой доле стеариновой кислоты 5 масс. % наблюдаются наименьшие потери массы у всех трех образцов. Краевой угол смачивания для сорбентов больше 90°, что привело к изменению состояния его поверхности. Полученные образцы не смачиваются водой и могут долгое время находиться на ее поверхности. Взаимодействие нефти и гидрофобного сорбента показало,что через семь минут частицы сорбента проникают в нефть, которая также имеет гидрофобную поверхность и может сорбировать на ней поверхностно-активное вещество, нанесенное на сорбент, что свидетельствует о сродстве стеариновой кислоты к нефти. Гранулированный сорбент, термически активированный при температуре 1000 °С и модифицированный целлюлозосодержащим компонентом, в течение 2 минут сорбировал нефть. Использование данного модификатора увеличило пористость сорбента, что и повлияло на скорость сорбции. ЛИТЕРАТУРА 1. Carmody O., Frost R., Xi Y., Kokot S. Surface characterisation of selected sorbent materials for commonhydrocarbon fuels. Surface Science. 2007;601: 2066–2076. DOI: https://doi.org/10.1016/j.susc.2007.03.0042. Ань К., Фазылова Д., Назирова А., Зенитова Л., Янов В. Пенополиуретан, наполненный хитозаном — сорбент для ликвидации нефтяных загрязнений. Экология и промышленность России.2019;23(5): 37–41. DOI: https://doi.org/10.18412/1816-0395-2019-5-37-413. Калинина Е., Глушанкова И., Рудакова Л., Сабиров Д. Получение модифицированного сор-бента на основе шламов содового производства для ликвидации разливов нефти и нефтепродуктовс поверхности воды. Экология и промышленность России. 2018;22(5): 30–35. DOI: https://doi.org/10.18412/1816-0395-2018-5-30-354. Домрачева В., Трусова В., Остапчук Д. Очистка сточных вод от нефтепродуктов с использованием углеродных сорбентов и отходов пенополимеров. Экология и промышленность России.2017;21(11): 25–29. DOI: https://doi.org/10.18412/1816-0395-2017-11-25-295. Nurliyana Che Mohamed Hussein S., Hidayati Othman N.,Dollah A., Nazihah Che Abdul Rahim A.,Shuhadah Japperi N., Syamimi Mohd Asymawi Ramakrishnan N. Study of acid treated mixed sawdust asnatural oil sorbent for oil spill. Materials Today: Proceedings. 2019;19(4): 1382–1389. DOI: https://doi.org/10.1016/j.matpr.2019.11.1566. Cao S., Dong T., Xu G., Wang F. Oil spill cleanup by hydrophobic natural fi bers. Journal of Natural Fibers.2017;14(5): 727–735. DOI: https://doi.org/10.1080/15440478.2016.12778207. Kizil S., Bulbul Sonmez H. Oil loving hydrophobic gels made from glycerol propoxylate: Effi cient andreusable sorbents for oil spill clean-up. Journal of Environmental Management. 2017;196: 330–339. DOI:https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2017.02.0168. Wang J., Wang A., Wang W. Robustly superhydrophobic/superoleophilic kapok fi ber withZnO nanoneedles coating: Highly effi cient separation of oil layer in water and capture of oil droplets in oilin-water emulsions. Industrial Crops and Products.2017;108: 303–311. DOI: https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2017.06.0599. Hoang P. H., Hoang A. T., Chung N. H., Dien L. Q., Nguyen X. P., Pham X. D. The effi cient lignocellulosebased sorbent for oil spill treatment from polyurethane and agricultural residue of Vietnam. Energy Sources, Part A: Recovery, Utilization, and Environmental Effects.2018;40(3): 312–319. DOI: https://doi.org/10.1080/15567036.2017.141539710. Bandura L., Woszuk A., Kołodynska D. Franus W. Application of mineral sorbents for removal ofpetroleum substances: a review. Minerals. 2017;7(3): 37. DOI: https://doi.org/10.3390/min703003711. Adebajo M. O., Frost R. L., Kloprogge J. T., Carmody O., Kokot S. Porous materials for oil spillcleanup. A review of synthesis and absorbing properties. Journal of Porous Materials. 2003;10(3): 159–170.DOI: https://doi.org/10.1023/A:102748411706512. Грачева Н. В., Желтобрюхов В. Ф., Селезнева Н. А. Сорбция эмульгированных нефтепродуктов из сточных вод модифицированной опокой. Вестник Волгоградского государственного архитектурно-строительного университета. Серия: Строительство и архитектура. 2019;74: 80–87.Режим доступа: http://vgasu.ru/attachments/1_74_.pdf13. Hubbe M. A. New horizons for use of cellulosebased materials to adsorb pollutants from aqueoussolutions. Lignocellulose. 2013;2(2): 386–411. Режим доступа: http://lignocellulose.sbu.ac.ir/Issue%2005/Ligno100_Hubbe_Cellulose-Based%20Materials%20to%20Adsorb%20Pollutants_386-411_PDF.pdf14. Prathap A., Sureshan K. M. Organogelator– сellulose composite for practical and eco-friendlymarine oil-spill recovery. Angewandte Chemie. 2017;129(32): 9405–9409. DOI: https://doi.org/10.1002/ange.20170469915. Zhang H., Li Y., Xu Y., Lu Z., Chen L., Huang L., Fan M. Versatile fabrication of superhydrophobic andultralight cellulose based aerogel for oil spillage cleanup. Physical Chemistry Chemical Physics.2016;18(40): 28297–28306. DOI: https://doi.org/10.1039/C6CP04932J16. Liu H., Geng B., Chen Y., Wang H. Review on the aerogel-type oil sorbents derived fromnanocellulose. ACS Sustainable Chem. Eng. 2017;5(1): 49–66. DOI: https://doi.org/10.1021/acssuschemeng.6b0230117. Bidgoli H., Mortazavi Y., Khodadadi A. A. A functionalized nano-structured cellulosic sorbentaerogel for oil spill cleanup: Synthesis and characterization. Journal of Hazardous Materials.2019;366: 229–239. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2018.11.08418. Wang Z., Saleem J., Barford J. P., McKay G. Preparation and characterization of modifi ed ricehusks by biological delignifi cation and acetylation for oil spill cleanup. Environmental Technology. 2018;41(15): 1980–1991. DOI: https://doi.org/10.1080/09593330.2018.155272519. Laitinen O., Suopajдrvi T., Цsterberg M., Liimatainen H. Hydrophobic, superabsorbing aerogelsfrom choline chloride-based deep eutectic solvent pretreated and silylated cellulose nanofibrils forselective oil removal. ACS Appl. Interfaces. 2017;9(29): 25029–25037. DOI: https://doi.org/10.1021/acsami.7b0630420. Wang Y., Chen A., Peng M., Tan D., Liu X., Shang C., Luo S., Peng L. Preparation andcharacterization of a fluorizated kaolin–modified melamine sponge as an absorbent for effi cient andrapid oil/water separation. Journal of Cleaner Production. 2019;217: 308–316. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2019.01.25321. Gao H., Sun P., Zhang Y., Zeng X., Wang D., Zhang Y., Wang W. A two-step hydrophobic fabricationof melamine sponge for oil absorption and oil / water separation. Surface and Coatings Technology. 2018;339: 147–154. DOI: https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2018.02.02222. Oribayo O., Pan Q., Feng X., Rempel G. L. Hydrophobic surface modifi cation of FMSS and its applicationas effective sorbents for oil spill clean-ups and recovery. AIChe Journal. 2017;63(9): 4090–4102.DOI: https://doi.org/10.1002/aic.1576723. Anuzyte E., Vaisis V. Natural oil sorbents modifi cation methods for hydrophobicity improvement.Energy Procedia. 2018;147: 295–300. DOI: https://doi.org/10.1016/j.egypro.2018.07.09524. Patowary M., Pathak K., Ananthakrishnan R. A facile preparation of superhydrophobic and oleophilicprecipitated calcium carbonate sorbent powder for oil spill clean-ups from water and land surfaces.RSC Advances. 2015;5(97): 79852–79859. DOI: https://doi.org/10.1039/C5RA13847G25. Юдаков А. А., Ксеник Т. В., Перфильев А. В., Молчанов В. П.. Гидрофобно-модифицированныесорбенты для очистки нефтесодержащих вод. Вестник ДВО РАН. 2009;2: 59–63. Режим доступа:https://socionet.ru/d/spz:cyberlenin-ka:1540:14725834/http://cyberleninka.ru/article/n/gidrofobno-modifi tsirovannye-sorbenty-dlya-ochistkineftesoderzhaschih-vod 26. Wang Y., Feng Y., Yao J. Construction of hydrophobic alginate-based foams induced by zirconiumionsfor oil and organic solvent cleanup. Journal of Colloid and Interface Science. 2019;533: 182–189. DOI:https://doi.org/10.1016/j.jcis.2018.08.07327. Фокина Н. В. Перспективы использования сорбентов различной модификации при очисткеприродных сред от нефтепродуктов в условиях Кольского Севера. Вестник МГТУ. 2019;22(1):101–108. DOI: https://doi.org/10.21443/1560-9278-2019-22-1-101-108 10128. Prokof’ev V. Yu., Razgovorov P. B., Zakharov O. N., Gordina N. E. Study of pore texture of sorbentsbased on kaolin clay. Russian Journal of Applied Chemistry. 2011;84(11): 1866–1870. DOI: https://doi.org/10.1134/S107042721111005X29. Wahi R., Chuah L. A., Choong T. S. Y., Ngaini Z., Nourouzi M. M. Oil removal from aqueous state bynatural fi brous sorbent: An overview. Separation and Purifi cation Technology. 2013;113: 51–63. DOI: https://doi.org/10.1016/j.seppur.2013.04.01530. Bhardwaj N., Bhaskarwar A. N. A review on sorbent devices for oil-spill control. EnvironmentalPollution. 2018;243: 1758–1771. DOI: https://doi.org/10.1016/j.envpol.2018.09.14131. Moazed H., Viraraghavan T. Coalescence / fi ltration of an oil-in-water emulsion in a granular organo-clay / anthracite mixture bed. Water, Air, and Soil Pollution. 2002;138: 253–270. DOI: https://doi.org/10.1023/A:101558101117232. Wei Q. F., Mather R. R., Fotheringham A. F., Yang R. D. Evaluation of nonwoven polypropylene oilsorbents in marine oil-spill recovery. Marine Pollution Bulletin. 2003;46(6): 780–783. DOI: https://doi.org/10.1016/S0025-326X(03)00042-033. Pagnucco R., Phillips M. L. Comparative effectiveness of natural by-products and syntheticsorbents in oil spill booms. Journal of Environmental Management. 2018;225: 10–16. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2018.07.09434. Нифталиев С. И., Перегудов Ю. С. , Мокшина Н. Я., Мэжри Р., Саранов И. А. Влияние терми-ческой активации глауконита на его влаго- и нефтеёмкость. Экология и промышленность России.2019;23(7): 42–47. DOI: https://doi.org/10.18412/1816-0395-2019-7-42-47
Databáze: OpenAIRE
Externí odkaz: