Σε μια νέα έρευνα το Εθνικό Ίδρυμα Ερευνών, παρουσιάζει τρεις διαφορετικές οδούς για την παραγωγή εμπορικών σφουγγαριών μελαμίνης, τόσο μαγνητικών όσο και υδρόφοβων, προσφέροντάς την ικανότητα να απομακρύνουν αποτελεσματικά και επιλεκτικά το αργό πετρέλαιο και τα βαρέα μέταλλα από υδατικά περιβάλλοντα.
Οι ιδιότητες των νέων σφουγγαριών
Οι μαγνητικές ιδιότητες αποκτήθηκαν με την εναπόθεση νανοσωματιδίων οξειδίου του σιδήρου που είχαν συντεθεί, λειτουργικοποιημένα με υδρόφοβο ελαϊκό οξύ και υποκαταστάτες ολεϋλαμίνης, μέσω σύνθεσης μεγάλης κλίμακας. Στοχεύοντας σε ακόμη υψηλότερη υδροφοβικότητα, οι τελικές βινυλικές ομάδες προσκολλήθηκαν στα παρθένα και τροποποιημένα σφουγγάρια μέσω υδρόλυσης sol-gel του VTES@SiO2.
Τα μαγνητικά υλικά χαρακτηρίστηκαν και αξιολογήθηκαν διεξοδικά για την αποτελεσματικότητά τους σε εφαρμογές καθαρισμού νερού, όσον αφορά την προσρόφηση αργού πετρελαίου και ρύπων βαρέων μετάλλων. Κάθε οδός παρασκευής ήταν αποτελεσματικά πρακτική για διαφορετική εφαρμογή. Η αρχική επικάλυψη των σφουγγαριών με ένα υδρόφοβο στρώμα (Sp-h-m) ενίσχυσε την προσρόφηση και τη συγκράτηση των νανοσωματιδίων οξειδίου του σιδήρου, με αποτέλεσμα υλικά με μέγιστη μαγνήτιση 25 × 10−3 emu.
Αυτό το τροποποιημένο σφουγγάρι παρουσίασε επίσης την υψηλότερη απομάκρυνση μεταλλικών ιόντων (As3+ και Hg2+) από υδατικά διαλύματα εντός 60 λεπτών, και η αποτελεσματικότητα εκχύλισής του αξιολογήθηκε σε συστήματα με μεμονωμένα μεταλλικά ιόντα (250 ppm) και στην απομάκρυνση μεταλλικών ιόντων (As3+ και Hg2+) από υδατικά διαλύματα εντός του ίδιου χρονικού πλαισίου.
Αξιολογήθηκε για την αποτελεσματικότητα εκχύλισής του σε συστήματα με μεμονωμένα μεταλλικά ιόντα (250 ppm) και υπό ανταγωνιστικές συνθήκες (500 ppm τοξικών μετάλλων συνολικά).
Οι ικανότητες απορρόφησης των μαγνητικών σφουγγαριών
Η επικάλυψη με υδρόφοβο στρώμα, μετά την εναπόθεση των μαγνητικών νανοσωματιδίων (Sp-m-h), οδήγησε σε περαιτέρω βελτίωση της υδροφοβικότητας του σφουγγαριού (από γωνία επαφής με το νερό 129° έως 140°· WCA), εξαιρετική επιλεκτικότητα στο αργό πετρέλαιο και υδατοαπωθητικότητα.
Τα μαγνητικά τροποποιημένα σφουγγάρια παρουσίασαν σημαντικές αρχικές ικανότητες προσρόφησης (60–100 g g−1) και μέσες ικανότητες προσρόφησης (35–65 g g−1) σε 15 κύκλους. Η υψηλή επιλεκτικότητα, η απόδοση προσρόφησης/εκρόφησης (έως 99,8%), η ικανότητα προσρόφησης για μεταλλικά ιόντα As και Hg και οι αντιδράσεις τους σε εξωτερικά μαγνητικά πεδία επιβεβαίωσαν την καταλληλότητα των αναπτυγμένων μαγνητικών σφουγγαριών για συστήματα καθαρισμού νερού. Η ευελιξία της προτεινόμενης οδού τροποποίησης επιτρέπει την παρασκευή και βελτιστοποίηση συγκεκριμένων μαγνητικών σφουγγαριών για στοχευμένες εφαρμογές.
www.worldenergynews.gr
