توليد الياف كربن مغناطيسي با ساختار سه بعدي از اسفنج لوفا براي جداسازي آلاينده هاي نفتي از آب

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

مهندسي نساجي

كارشناسي ارشد

امروزه نشت مواد نفتي و آلاينده هاي روغني از منابع مختلف در بستر دريا ها و محيط هاي آبي با مقياس هاي بزرگ از جمله نگراني هاي زيست محيطي در سرتاسر جهان به شمار مي رود. به همين علت توليد جاذب هاي زيست كربني مقرون به صرفه از پيش ماده هاي طبيعي كه عمدتا به صورت ضايعات مورد استفاده قرار مي گيرند مي تواند راهكاري مناسب جهت حذف آلودگي هاي نفتي از محيط هاي آبي باشد كه با ايجاد يك خاصيت مغناطيسي در آن ها به تسريع عملكرد پاكسازي و قابليت بازيابي راحت تر جاذب كمك مي كند. بنابراين در پژوهش حاضر از پيش ماده طبيعي اسفنج لوفا جهت توليد الياف كربن اسفنج لوفا با ساختار شبكه اي و سه بعدي استفاده شده است. در اين راستا پيش عمليات اسيدي با استفاده از H3PO4 قبل از عمليات كربنيزاسيون بر روي الياف اسفنج لوفا خام صورت گرفته است و به منظور بررسي تاثير مقدار اسيد نسبت به ماده جامد بر روي ريز ساختار و خواص سطحي نمونه ها، سه نسبت آغشته سازي مختلف (1:4، 1:7 و 1:10) مورد آزمايش قرار گرفتند. پيش عمليات اسيدي بر روي الياف اسفنج لوفا باعث افزايش پايداري گرمايي و همچنين افزايش قابل توجه بازده كربني به ميزان (70%-60 ~) نسبت به الياف كربن حاصل شده از اسفنج لوفا خام (21% ~) مي شود. تجزيه و تحليل حاصل از آزمون هاي انجام شده نشان داد كه الياف كربن توليد شده از اسفنج لوفا كه پيش عمليات اسيدي روي آن ها صورت گرفته است به علت خاصيت فوق آبگريزي و شكل منحصر به فرد سه بعدي شبكه اي الياف كربن، ساختاري مناسب براي جذب مواد نفتي و پاكسازي آلاينده ها از محيط هاي آبي است. به همين منظور خواص جذب روغن موتور توسط جاذب هاي زيست كربن در زمان هاي تماس مختلف مورد ارزيابي قرار گرفت و سرعت جذب روغن توسط مدل هاي سينتيكي شبه مرتبه اول، شبه مرتبه دوم و نفوذ درون ذره اي بررسي شد. مقدار جذب تعادلي روغن هاي مختلف براي الياف كربن اسفنج لوفا با ساختار سه بعدي گزارش شده است و اين ميزان براي روغن موتور، گازوئيل، روغن بادام و روغن هسته انار به ترتيب 4/0±1/23، 1±7/23، 1±1/28 و g/g 8/0±2/29 طي مدت زمان 20 دقيقه بدست آمد. الياف كربن اسفنج لوفا با ساختار منحصر به فرد سه بعدي و شبكه اي الياف مي توانند جهت جذب رقابتي براي جداسازي مواد نفتي از آب به صورت جذب سريع مورد استفاده قرار گيرند و همچنين امكان استفاده مجدد از آن ها پس از عمليات جذب (بيش از 6 سيكل) وجود دارد. همچنين به منظور بازيابي آسان تر و سريع تر جاذب كربن اسفنج لوفا بعد از عمليات جذب، خاصيت مغناطيسي توسط تجزيه گرمايي كبالت(II) كلرايد و توليد نانو ذرات كبالت و اكسيد كبالت در نمونه ها شكل گرفت. تجزيه گرمايي در سه دماي مختلف 500، 650 و °C 800 انجام شد و ظرفيت تعادلي جذب روغن توسط اين نمونه ها به ترتيب مقادير 18/32، 19/30 و g/g 33/20 بدست آمد كه باتوجه به خاصيت فوق آبگريزي نتايج مناسبي جهت جذب مواد نفتي از خود نشان داده اند. بطور كلي پژوهش حاضر يك فرآيند آسان و مقرون به صرفه را براي توليد نمونه هاي كربني با ساختار سه بعدي از طريق بازيافت ضايعات اسفنج لوفا براي جذب سريع روغن ارائه كرده است و همچنين با توليد نمونه هاي كربن مغناطيسي به بازيابي سريع تر و آسان تر جاذب بعد از عمليات جذب كمك شاياني كرده است. كلمات كليدي: اسفنج لوفا، پسماند، الياف كربن، جذب روغن، فلزات مغناطيسي

218788

الياف

مهندسي نساجي

دانشگاه صنعتي اصفهان