Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук
жүктеу/скачать 4,82 Mb. Pdf көрінісі
|
- Бұл бет үшін навигация:
- Гидрофобность
| Нефтеемкость характеризует сорбенты с точки зрения их способности к
поглощению и удерживанию нефти. Применяющиеся с целью сбора нефти сорбенты должны обладать высокой нефтеемкостью. Уровень сорбции нефти сорбентом определяется химическим сродством материала и поглощаемой жидкости, а также структурой материала [44]. Гидрофобность – это способность сорбента отталкивать воду [44]. Сорбент, обладающий высокой гидрофобностью (угол смачивания Q>90° [60]), характеризуется сильным водоотталкивающим эффектом, имеет долговременную плавучесть и не теряет свои сорбционные свойства под водой, что позволяет эффективно использовать такой сорбент даже на неспокойной водной поверхности. Гидрофобные сорбенты способны полностью поглощать нефтепродукты и связывать их изнутри, что исключает десорбцию, что, в свою очередь, помогает избежать появления на воде радужной пленки. Названное 27 обстоятельство является подтверждением полной очистки водной поверхности от нефти и нефтепродуктов [44, 49]. Устранение разливов нефти с водной поверхности при помощи гидрофобных сорбентов происходит следующим образом: сорбенты помещают на загрязненную поверхность воды так, чтобы полностью охватить площадь загрязнения. Не менее одного раза в сутки необходимо контролировать насыщение изделий нефтью. Отмечается, что гидрофобный сорбент можно использовать многократно, с обеих сторон изделия, до полного его насыщения нефтепродуктами, затем он подлежит замене на новый. Из воды насыщенные нефтепродуктами изделия извлекают, например, при помощи багров [44]. Существуют различные способы получения гидрофобных сорбентов. В некоторых литературных источниках рекомендуется изменение смачиваемости поверхности сорбентов и изготовление супергидрофобных сорбентов для достижения наиболее высокой адсорбционной способности при устранении различных типов загрязнителей. Например, группа зарубежных исследователей показала, что обычные природные сорбенты, включая минеральные продукты и природную биомассу, можно модифицировать органическими молекулами при нанесении покрытия методом погружения с целью улучшения их гидрофобности [96]. Известны другие подходы, включающие процесс погружения в раствор, например, химическое травление, ультразвуковое облучение и другие [104, 88]. Функционализация минеральных материалов пальмитиновой кислотой методом нанесения покрытия при помощи погружения считается одним из самых малозатратных приемов для получения недорогого, долговечного и эффективного супергидрофобного адсорбента, применяемого при очистке воды от нефти [93]. Как известно, гидрофобные молекулы чаще всего являются неполярными и держатся ближе к другим нейтральным молекулам и неполярным растворителям. Находящаяся на гидрофобной поверхности вода характеризуется высоким значением угла смачивания, также она собирается в капли. Отмечается, если добавить в воду гидрофобную жидкость, в зависимости от плотности она будет 28 собираться в отдельные сгустки или рассредоточиваться по водной поверхности, как происходит с нефтью и нефтепродуктами [86]. В литературных источниках отмечается, что гидрофобное взаимодействие представляет собой энтропийный эффект, возникающий при разрыве высокодинамичных водородных связей между молекулами воды и неполярным растворенным веществом, образующим клатратоподобную структуру вокруг неполярных молекул [89]. Такая структура является более высокоупорядоченной по сравнению со свободными молекулами воды, так как молекулы воды размещены таким образом, чтобы как можно дольше взаимодействовать между собой. Из сказанного можно заключить, что это ведет к наиболее высокому энтропийному состоянию, позволяющему неполярным молекулам объединяться для уменьшения площади поверхности, подвергаемой воздействию воды, и понизить энтропию системы [92, 100]. Таким образом, две несмешивающиеся фазы (гидрофильная и гидрофобная) находятся в таком состоянии, что площадь их контакта становится минимальной. жүктеу/скачать 4,82 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|