مطالعه آزمایشگاهی تغییر ترشوندگی استیل ضدزنگ دراثر پوشش با نانوذرات اکسید تنگستن

Abstract

با افزایش حفاری‌های فراساحل برای استخراج نفت، بهره‌برداری و حمل ونقل نفت و فرآورده‌های نفتی، از سویی ریسک ریزش نفت و پساب‌های نفتی در محیط دریایی افزایش قابل ملاحظه‌ای داشته از سوی دیگر جداسازی سهل، قابل کنترل و اقتصادی آب همراه نفت با تکنولوژی‌‌های جدید ضرورت یافته‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌است. ریزش نفت و پساب‌های نفتی اثر فاجعه آمیزی بر اکوسیستم و محیط زیست داشته و جداسازی آب همراه نفت با روش‌های سنتی هم مستلزم مصرف مواد شیمیایی گرانقیمت می‌باشد. طی چند سال گذشته توسعه مواد ترشونده خاص برای جداسازی آب و هیدروکربن توجه زیادی از پژوهش‌گران را به خود معطوف داشته و پژوهش‌گران زیادی مواد با ترشوندگی گزینشی که ‌آب‌گریز/روغن‌دوست یا آب‌دوست/روغن‌گریز ساخته‌اند که می‌تواند برای جداسازی یک فاز انتخابی از مخلوط آب و چربی (روغن، هیدروکربن و نفت) استفاده شوند. در پژوهش حاضر نیز امکان استفاده از اکسید تنگستن به‌عنوان یک‌پوشش روی مش استیل ضدزنگ به‌منظور بررسی امکان تغییر ترشوندگی مش و استفاده از آن جهت جداسازی گزینشی یکی از فازهای آب یا هیدروکربور از مخلوط آنها بررسی شد. بدین‌منظور طرفین مش 5 میکرون استیل ضدزنگ با روش هیدروترمال پوشیده از اکسید تنگستن نانوساختار شد. اندازه‌گیری زاویه تماس آب و روغن روی این مش نشان‌داد که مش مرطوب در هوا آب‌دوست و هنگامی‌که زیر آب قرارگیرد روغن‌گریز می‌شود. در نتیجه چنین رفتار ترشوندگی، این‌مش می‌تواند برای جداسازی مخلوط‌های آب و نفت (روغن) به‌کار رود. به‌منظور ساخت آن، یک‌قطعه مش فولادی ضدزنگ در اتوکلاوی با پوشش داخلی تفلونی حاوی mL 250 میلی‌لیتر محلول آبی تنگستات‌سدیم هیدراته، اسیدکلریدریک و اسید اگزالیک قرار داده‌شد. پس‌از h 3 قرارگیری اتوکلاو در آون با دمای C° 180 و به‌دنبال آن خنک‌شدن در دمای اتاق، قطعه‌مش فولادی با اتانول و آب شستشو داده‌شد و پس‌از خشک شدن، برای حدود h 1 در کوره C° 350 کلسینه‌شد. ترشوندگی فیلتر ‌آب‌دوست- در زیر آب ‌روغن‌گریز نیز با اندازه‌گیری زاویه تماس استاتیک ارزیابی شد. سازوکار رفتار ترشوندگی فیلتر ساخته شده عمدتاً به ساختار سلسله‌ای پوشش نانو ذرات سطح و زبری نسبی آن مربوط بوده و از این‌رو خاصیت آب‌دوستی سطح افزایش یافت. آنالیزهای EDS پوشش تشکیل شده برروی مش و تصاویر FE-SEM و TEM فیلتر ساخته شده همگی حاکی از ایجاد پوشش نانوساختار WO3 در دو طرف مش استیل ضدزنگ هستند.

Keywords

• اکسید تنگستن
• نانوساختار
• ترشوندگی
• مش استیل ضدزنگ
• پوشش
• هیدروترمال