تهیۀ آئروژل سیلیکای فوق آب‌گریز با ظرفیت بالای جذب آلاینده‌های آلی

Abstract

از آئروژل‌های سیلیکا به‌دلیل ریزساختار متخلخل و خواص برجسته مانند چگالی کم، تخلخل زیاد به‌عنوان جاذب برای حذف آلاینده­های آلی استفاده می­شود. با این حال، کاربرد آن‌ها به‌دلیل هزینۀ بالای تولید محدود شده‌است. بنابراین، استفاده‌از پیش‌مادۀ ارزان‌بهای آب شیشه و فرایند کم هزینۀ خشک‌کردن در فشار محیط پیشنهاد می­شود. در این مطالعه، آئروژل سیلیکای مزومتخلخل آب‌گریز بااستفاده‌از دو پیش‌مادۀ آب شیشه و متیل تری‌اتوکسی سیلان در نسبت مولی 1/5=MTES/WG با روش خشک‌کردن در فشار محیط تهیه و به‌عنوان جاذب استفاده می­ شود. نتایج نشان داد که شرایط بهینۀ 8/5=pH، پیرسازی دومرحله‌ای، شست‌وشوی یون سدیم و از همه مهم‌تر استفاده‌از عامل فعال سطحی CTAB منجربه تهیۀ آئروژل­ با خواص برجسته مانند چگالی کم 0/102 گرم بر سانتی­متر مکعب، زاویۀ تماس زیاد ◦140، تخلخل زیاد 95%، مساحت ویژۀ زیاد 1588متر مربع بر گرم و متوسط اندازۀ حفره‌ها به‌طور متوسط 5/7 نانومتر شد. ظرفیت جذب آئروژل‌ها در 6 حلال مختلف بنزین، نفت، هگزان، تولوئن، کلروفرم و اتانول اندازه‌گیری شد. نتایج ظرفیت جذب نشان داد که ایروژل تهیه‌شده روغن را حدود 20 برابر، بنزین را حدود 5/9 برابر، تولوئن را حدود 4/4 برابر و هگزان را حدود 2/7 برابر بیشتر از کربن فعال جذب کرد. ویژگی‌ جذب تکرارپذیر نیز با انجام آزمایش‌های چرخه‌ای برای نفت خام نشان داد که آئروژل، ‌شکل و ساختار اصلی خود را تا چرخۀ ششم حفظ می‌کند و ظرفیت جذب تا چرخۀ چهارم کاهش بسیار کمی را نشان می­ دهد.

Keywords

• آئروژل سیلیکا
• جذب
• آلاینده‌های آلی
• آب شیشه
• خشک‌کردن در فشار محیط