سنتز جاذب نانوکامپوزیت پلیمری با استفاده از نانورس و کربن فعال در فوم پلی یورتان به منظور حذف آلاینده های نفتی از آب و پساب

گسترش روز افزون فعالیت های صنعتی از یک سو و عدم رعایت الزامات زیست محیطی از سوی دیگرسبب شده است تا در دهه های اخیر مقادیر قابل ملاحظه ای از آلاینده های هیدروکربنی به وسیله عواملی نظیر دفع و تخلیه نامناسب فاضلاب هاو پسماندهای مراکز صنعتی، پخش آلاینده ها توسط نیروگاه ها، تصادف تانکرها و نفت کش ها و موارد دیگر، وارد محیط زیست، مخصوصاً محیط های آبی شوند. حضور این آلاینده ها سبب تخریب محیط زیست و بروز بسیاری از بیماری ها می گردد، لذا حذف این نوع از آلاینده ها اهمیت زیادی دارد. روش های حذف آلاینده های نفتی را می توان به سه دسته، روش های شیمیایی، روش های بیولوژیکی و روش های فیزیکی دسته بندی کرد. از میان این روش ها، روش های فیزیکی در صنایع کاربردی تر هستند. روش های فیزیکی حذف آلاینده های نفتی به روش های غشایی، جداکننده های ثقلی، تجهیزات شناور سازی گاز و جذب با انواع جاذب ها تقسیم می شوند. در میان روش های فیزیکی جذب به علت راندمان مناسب ببیشتر مورد توجه می باشد. برای حذف آلاینده های نفتی، جاذب های متفاوتی تاکنون بررسی شده که این جاذب ها به سه دسته کلی، جاذب های آلی سنتزی، جاذب های معدنی و جاذب های آلی طبیعی تقسیم می شوند. جاذب های آلی سنتزی به علت ساختار متخلخل دارای ظرفیت بالای جذب هستند ولی راندمان نامناسبی دارند و لذا نیاز به اصلاحات ساختاری و سطحی دارند. پلی یورتان یکی از جاذب های آلی سنتزی است که یک کوپلیمر با ساختار دوگانه سخت و نرم می باشد. قسمت سخت این پلیمر را ساختار یورتانی تشکیل می دهد و قسمت نرم مربوط به ساختار پلی اتر و یا پلی استر می باشد. در این پروژه ازدو نوع فوم پلی یورتان، سلول باز و سلول نیمه بسته برای حذف نفت خام از آب استفاده شد و جهت اصلاح ساختار آن ها برای افزایش استحکام و میزان آب گریزی از کربن فعال و نانو رس کلوزایت a20 استفاده شد. روش سنتز فوم های پلی یورتان اصلاح ساختاری شده با کربن فعال (جاذب های کامپوزیت) و نانورس کلوزایتa20 (جاذب های نانوکامپوزیت)به صورت دو ماده ای بود که ابتدا کربن فعال و نانورس کاملاً در پلی ال پخش می شوند و سپس عامل پخت پلی یورتان به آن اضافه می شود. نتایج آزمایشات نشان می دهد درصد وزنی بهینه کربن فعال در فوم پلی یورتان سلول نیمه بسته %5 و در فوم پلی یورتان سلول باز %2 است که به ترتیب موجب افزایش درصد جذب تا %21 و%17 گردیده است. حضور کربن فعال در ساختار فوم ها باعث افزایش شدید آب گریزی جاذب های کامپوزیت شده است و راندمان بازیافت نفت را در جاذب های کامپوزیت سلول باز و سلول نیمه بسته در درصد وزنی بهینه کربن فعال به ترتیب تا %28 و%73 در غلظت اولیه g/l20 از نفت خام افزایش داده است. از نانورس در فوم سلول باز استفاده شد که درصدوزنی بهینه نانورس در فوم پلی یورتان %3 بود که موجب افزایش درصد جذب تا %8 و افزایش راندمان بازیافت نفت تا %56 گردید. در این پژوهش از روش احیاء شیمیایی با حلال های نفتی، تولوئن و پترولیوم اتر استفاده شد که موجب افزایش راندمان بازیافت نفت و درصد جذب جاذب های فوم خالص سلول باز و سلول نیمه بسته و جاذب های کامپوزیت گردید. احیای شیمیایی جاذب های نانوکامپوزیت موجب افزایش درصد جذب در غلظت های پایین تا متوسط و کاهش درصد جذب در غلظت های اولیه بالا و موجب کاهش راندمان بازیافت نفت گردید. با مقایسه نتایج آزمون های جذب با مدل های هم دمای جذب لانگمویر، فروندلیچ و ردلیچ-پترسون، تطابق خوب با مدل ردلیچ-پترسون و لانگمویر مشاهده شد. برای بررسی مشخصات جاذب ها از تست طیف سنجی تبدیل فوریه مادون قرمز (ft-ir) برای بررسی تولید پلی یورتان و از تست پراش پرتو ایکس (xrd) برای بررسی تولید جاذب نانو کامپوزیت و از میکروسکوپ نوری برای بررسی ساختار فومی جاذب ها و همچنین میزان پراکندگی کربن فعال استفاده شد.