Χημική τροποποίηση βαμβακερών υφασμάτων σε υπερυδρόφοβα υλικά για την στατική και δυναμική απομάκρυνση αργού πετρελαίου και υπολειμμάτων πετρελαίου από το νερό
Φόρτωση...
Ημερομηνία
Συγγραφείς
Γκόγκου, Δέσποινα
Τίτλος Εφημερίδας
Περιοδικό ISSN
Τίτλος τόμου
Εκδότης
Πανεπιστήμιο Ιωαννίνων. Σχολή Θετικών Επιστημών. Τμήμα Χημείας
Περίληψη
Είδος δημοσίευσης σε συνέδριο
Είδος περιοδικού
Είδος εκπαιδευτικού υλικού
Όνομα συνεδρίου
Όνομα περιοδικού
Όνομα βιβλίου
Σειρά βιβλίου
Έκδοση βιβλίου
Συμπληρωματικός/δευτερεύων τίτλος
Περιγραφή
Τα περισσότερα υπερυδρόφοβα υλικά που έχουν αναφερθεί μέχρι στιγμής στην βιβλιογραφία, παρασκευάζονται μέσω εναπόθεσης μικρο-/νανο-σωματιδίων με υπερυδρόφοβο ή ομοιοπολικό εμβολιασμό οργανικών πολυμερών σε βαμβακερή επιφάνεια. Αν και τέτοια υλικά έχουν δείξει υψηλή απόδοση για τη δέσμευση επιπλέοντος αργού πετρελαίου από το νερό υπό στατικές συνθήκες, η χρήση τους ως φίλτρα για την απομάκρυνση του αργού πετρελαίου και των διαλυμένων υδρογονανθράκων υπό δυναμικές συνθήκες δεν έχει αποδειχθεί. Στην παρούσα διατριβή, παρουσιάζεται μια νέα, «πράσινη» μέθοδος μετατροπής βαμβακερών υφασμάτων σε υπερυδρόφοβα υλικά. Πιο συγκεκριμένα, περιγράφονται φίλτρα, τα οποία αποτελούνται από βαμβακερά υφάσματα χημικά τροποποιημένα με υπερυδρόφοβη επίστρωση που βασίζεται σε μη τοξικά μεταλλικά ιόντα (Fe3+, Zr4+, Cu2+) και ολεϊκά ανιόντα. Η διαδικασία χημικής τροποποίησης πραγματοποιείται μέσω μιας απλής, γρήγορης, εύκολα κλιμακούμενης και φθηνής υδατικής συνθετικής μεθόδου που περιλαμβάνει ευρέως διαθέσιμα και μη τοξικά χημικά. Οι γωνίες επαφής σταγόνων νερού στην επιφάνεια των τροποποιημένων υφασμάτων βρέθηκε να κυμαίνεται από 152 έως 158˚. Τα τροποποιημένα φίλτρα βαμβακιού βρέθηκε ότι διαθέτουν υψηλή σταθερότητα σε ένα ευρύ φάσμα συνθηκών και λειτουργούν αποδοτικά ως ροφητικά υλικά για την αφαίρεση του ακατέργαστου πετρελαίου και των υπολειμμάτων πετρελαίου. Αποδείχθηκαν ιδιαίτερα αποτελεσματικά τόσο στην απομάκρυνση του επιπλέοντος αργού πετρελαίου όσο και των διαλυμένων υδρογονανθράκων, όχι μόνο υπό στατικές συνθήκες όσο και σε δυναμικές συνθήκες ροής (έως 12 L/h), χαρακτηριστικό που αναφέρεται για πρώτη φορά. Οι ικανότητες αφαίρεσης ελαίου που επιτεύχθηκαν ήταν σχεδόν ποσοτικές, ενώ οι υπολειμματικές συγκεντρώσεις διαλυμένων υδρογονανθράκων στο επεξεργασμένο νερό ήταν πολύ κάτω από τα επιτρεπτά όρια. Συνολικά, τα υπερυδρόφοβα φίλτρα βαμβακιού που παρουσιάζονται στην παρούσα διατριβή, μπορεί να βρουν εφαρμογές ως αυτόνομα ροφητικά για την ταχεία αφαίρεση πετρελαιοκηλίδων και διαλυμένων υδρογονανθράκων, αντιπροσωπεύοντας μια φιλική προς το περιβάλλον εναλλακτική λύση στα υπάρχοντα υλικά που χρησιμοποιούνται σε διαδικασίες αποκατάστασης πετρελαίου.
Superhydrophobic cotton sorbents, reported so far, are prepared via deposition of micro/nanoparticles with superhydrophobicity or covalent grafting of organic polymers on cotton surface. Although such materials have shown high efficiency for capture of floating crude oil from water under static conditions, their use as filters for the removal of crude oil and dissolved hydrocarbons under dynamic conditions has not been demonstrated. Here, in the present work, a new, "green" method of modifying cotton fabrics into superhydrophobic materials is presented in order to remove oil and oil residues from water. More specifically, we describe novel oil sorbent filters, which are composed of cotton fabrics chemically modified with a superhydrophobic coating based on non-toxic metal ions (Fe3+, Zr4+, Cu2+) as binding agents and oleate anions as hydrophobic ligands. The chemical modification procedure is performed through a non-complicated, fast, easily scalable and inexpensive aqueous synthetic route involving widely available and non-toxic chemicals. The water contact and sliding angles for the superhydrophobic fabrics were found 152–158˚ and 30˚respectively. The modified cotton filters were found to possess high stability over a wide range of conditions and act as superior sorbents for the removal of crude oil and oil residues. They were shown to be highly effective in the removal of floating crude oil and dissolved hydrocarbons, both under static and dynamic flow conditions (up to 12 L/h), a feature first time reported. The oil removal capacities achieved were nearly 100% and importantly, the residual concentrations of dissolved hydrocarbons in the treated water were well-below the permissible limits. Overall, the superhydrophobic cotton filters presented here may find applications as stand-alone sorbents for rapidly removing oil spills and dissolved hydrocarbons, representing an environmental-benign alternative to nanomaterial-coated or plastic sorbents that are commonly employed in oil remediation processes.
Superhydrophobic cotton sorbents, reported so far, are prepared via deposition of micro/nanoparticles with superhydrophobicity or covalent grafting of organic polymers on cotton surface. Although such materials have shown high efficiency for capture of floating crude oil from water under static conditions, their use as filters for the removal of crude oil and dissolved hydrocarbons under dynamic conditions has not been demonstrated. Here, in the present work, a new, "green" method of modifying cotton fabrics into superhydrophobic materials is presented in order to remove oil and oil residues from water. More specifically, we describe novel oil sorbent filters, which are composed of cotton fabrics chemically modified with a superhydrophobic coating based on non-toxic metal ions (Fe3+, Zr4+, Cu2+) as binding agents and oleate anions as hydrophobic ligands. The chemical modification procedure is performed through a non-complicated, fast, easily scalable and inexpensive aqueous synthetic route involving widely available and non-toxic chemicals. The water contact and sliding angles for the superhydrophobic fabrics were found 152–158˚ and 30˚respectively. The modified cotton filters were found to possess high stability over a wide range of conditions and act as superior sorbents for the removal of crude oil and oil residues. They were shown to be highly effective in the removal of floating crude oil and dissolved hydrocarbons, both under static and dynamic flow conditions (up to 12 L/h), a feature first time reported. The oil removal capacities achieved were nearly 100% and importantly, the residual concentrations of dissolved hydrocarbons in the treated water were well-below the permissible limits. Overall, the superhydrophobic cotton filters presented here may find applications as stand-alone sorbents for rapidly removing oil spills and dissolved hydrocarbons, representing an environmental-benign alternative to nanomaterial-coated or plastic sorbents that are commonly employed in oil remediation processes.
Περιγραφή
Λέξεις-κλειδιά
Υπερυδροφοβικότητα, Υπερυδροφοβικότητα, Διαχωρισμός πετρελαίου-νερου, Διαχωρισμός πετρελαίου-νερου, Καθαρισμός νερού, Καθαρισμός νερού, Σύνθεση φιλική προς το περιβάλλον, Σύνθεση φιλική προς το περιβάλλον, Superhydrophobicity, Superhydrophobicity, Oil-water seperation, Oil-water seperation, Water purification, Water purification, Eco-friendly synthesis, Eco-friendly synthesis
Θεματική κατηγορία
Καθαρισμός νερού, Καθαρισμός νερού
Παραπομπή
Σύνδεσμος
Γλώσσα
el
el
el
Εκδίδον τμήμα/τομέας
Πανεπιστήμιο Ιωαννίνων. Σχολή Θετικών Επιστημών. Τμήμα Χημείας
Όνομα επιβλέποντος
Γκιώκας, Δημοσθένης Λ.
Εξεταστική επιτροπή
Γκιώκας, Δημοσθένης Λ.
Μάνος, Εμμανουήλ
Τσόγκας, Γεώργιος
Μάνος, Εμμανουήλ
Τσόγκας, Γεώργιος
Γενική Περιγραφή / Σχόλια
Ίδρυμα και Σχολή/Τμήμα του υποβάλλοντος
Πανεπιστήμιο Ιωαννίνων. Σχολή Θετικών Επιστημών. Τμήμα Χημείας
Πίνακας περιεχομένων
Χορηγός
Βιβλιογραφική αναφορά
Βιβλιογραφία: σ. 82-87
Ονόματα συντελεστών
Αριθμός σελίδων
100 σ.
Λεπτομέρειες μαθήματος
item.page.endorsement
item.page.review
item.page.supplemented
item.page.referenced
Άδεια Creative Commons
Άδεια χρήσης της εγγραφής: Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 United States