پژوهشگران دانشگاه زنجان و پژوهشکده علوم پایه (IASBS) موفق به ساخت نسل تازهای از نانودیامولسیفایرهای سبز و مغناطیسی شدهاند که امولسیونهای سخت «آب در نفت» را در صنایع نفتی بشکند.
به گزارش خبرگزاری مهر به نقل از ستاد نانو، این ترکیب نو، بر پایه نانوذرات Fe₃O₄ پوششدادهشده با β-سیکلودکسترین و تزئینشده با مایعات یونی ایمیدازولی ساخته شده و علاوه بر کارایی چشمگیر، قابلیت بازیابی سریع با میدان مغناطیسی و استفادهٔ مجدد تا پنج بار را دارد. آزمایشهای انجامشده نشان میدهد نمونهای که دارای زنجیره آلکیلی بلندتر است، بیشترین عملکرد را در جداسازی فازهای آب و نفت ارائه میدهد. کاهش کششسطحی، پایداری حرارتی و کارایی ۹۲ درصدی در امولسیونها، این فناوری را به گزینهای قابلتوجه برای صنایع نفت و پتروشیمی تبدیل میکند.
پژوهشگران دانشگاه زنجان و پژوهشکدهٔ علوم پایه (IASBS) در یک همکاری تحقیقاتی، موفق به توسعهٔ نسل جدیدی از دیامولسیفایرهای نانومغناطیسی سازگار با محیطزیست شدهاند که میتواند مشکل دیرینهٔ شکستن امولسیونهای پایدار «آب در نفت» را با راندمان بالا و مصرف کمتر مواد شیمیایی برطرف کند. امولسیونهای W/O یکی از چالشهای شناختهشده در صنایع نفت، انتقال و فرآورش محسوب میشوند؛ ساختارهایی پایدار که جداسازی آنها معمولاً به مصرف فراوان مواد شیمیایی، انرژی و زمان نیاز دارد. در این طرح، پژوهشگران با تکیه بر نانومواد مغناطیسی و مایعات یونی بر پایهٔ ایمیدازول، رویکردی متفاوت و «سبز» برای حل این مشکل ارائه کردهاند.
در گام نخست، نانوذرات مغناطیسی Fe₃O₄ سنتز و با β-سیکلودکسترین پوشش داده شد تا ساختار پایهٔ Fe₃O₄@β-CD شکل گیرد. این ساختار، بستری مناسب برای تثبیت مایعات یونی مختلف فراهم میکند و امکان ایجاد یک دیامولسیفایر قابلبازیافت را میدهد. سپس پژوهشگران، مایعات یونی ایمیدازولی را با واکنش ایمیدازول با ۱- برموهگزان و ۱- برمودکان تهیه کردند و دو مادهٔ [Im-C۶][Br] و [Im-C۱۰][Br] را بهعنوان پیشمادههای اصلی ساخت ILها بهدست آوردند. در ادامه، این مواد با N-پروپیلتریاتوکسیسیلان واکنش داده شد تا دو مایع یونی سیلاندار جدید، یعنی [ImSi-C۶][Br] و [ImSi-C۱۰][Br] تولید شود.
پس از ساخت پیشمادههای سیلاندار، این ترکیبات روی سطح Fe₃O₄@β-CD تثبیت شد تا نانودیامولسیفایر نهایی شکل گیرد. بررسیهای ساختاری شامل FT-IR، طیفسنجی NMR و آنالیز عنصری، صحت سنتز و حضور گروههای عاملی موردنظر را تأیید کرد. همچنین آزمونهای TGA و VSM نشان دادند که نانومواد ساختهشده از نظر حرارتی پایدار بوده و خواص مغناطیسی لازم را برای بازیابی سریع در میدان مغناطیسی حفظ کردهاند. اندازهگیریها نشان میدهد نمونه Fe₃O₄@β-CD دارای اندازه ذرهای حدود ۴۰ تا ۷۰ نانومتر و نمونهٔ دارای مایع یونی با زنجیره بلند (C۱۰) حدود ۵۰ تا ۸۰ نانومتر است. کاهش اندک میزان مغناطش پس از تثبیت مایع یونی نیز تأیید شد و از ۲۵.۶ به ۲۴.۹ emu/g رسید؛ رقمی که همچنان برای جمعآوری آسان ماده کافی است.
برای ارزیابی عملکرد این نانودیامولسیفایر، پژوهشگران از امولسیونهای آب در نفت با نسبتهای ۱۰:۹۰ و ۳۰:۷۰ استفاده کردند. آزمایشها در گسترهٔ غلظتی ۱۰۰۰ تا ۵۰۰۰ ppm انجام شد. نتیجهها نشان داد که نمونهٔ دارای زنجیره آلکیلی بلندتر، یعنی Fe₃O₄@β-CD@[ImSi-C۱۰][Br]، کارایی بیشتری در شکستن امولسیون ارائه میدهد و توانسته است راندمانی معادل ۹۲ درصد در امولسیون ۳۰:۷۰ در مدت ۲۴ ساعت بهدست آورد. همچنین با افزایش راندمان جداسازی، کاهش قابلتوجهی در مقدار کششسطحی بین دو فاز مشاهده شد که نشانهٔ اثرگذاری مستقیم مایع یونی تثبیتشده در سطح نانوذره است.
یکی از مهمترین مزایای این فناوری، «بازیافتپذیری» آن است. دیامولسیفایر ساختهشده پس از انجام فرآیند جداسازی، با اعمال یک میدان مغناطیسی خارجی جمعآوری شد و پس از شستشو، در چرخهٔ جدید مورد استفاده قرار گرفت. نتایج نشان میدهد این نانوماده حداقل در پنج چرخهٔ متوالی، عملکرد قابلقبولی حفظ کرده است و این ویژگی، امکان استفادهٔ صنعتی و کاهش هزینهها را تقویت میکند. پژوهشگران تأکید کردهاند میزان مایع یونی تثبیتشده روی نانوذره نسبتاً کم است و همین موضوع باعث کاهش هزینهٔ تمامشده نسبت به دیامولسیفایرهای سنتی بر پایهٔ مایع یونی خالص میشود. در نتیجه، این رویکرد هم از منظر اقتصادی و هم از نظر زیستمحیطی، مزیت رقابتی به همراه دارد.
با وجود این، تیم تحقیقاتی به محدودیتهایی نیز اشاره کرده است. بهطور خاص، نیاز به غلظتهای بالاتر برای دستیابی به راندمان مطلوب در برخی شرایط صنعتی مطرح شده است. با این حال، بهدلیل مصرف اندک مایع یونی، این موضوع مشکلات اقتصادی چندانی ایجاد نمیکند. پژوهشگران پیشنهاد دادهاند در ادامهٔ مسیر، امکان ساخت مایعات یونی جدید با زنجیرههای مختلف یا تغییر آنیونها بررسی شود تا کارایی بیشتری حاصل گردد.
نتایج این پروژه در قالب مقالهای با عنوان Nanomagnetic Cyclodextrin decorated with ionic liquid as green and reversible Demulsifier for breaking of crude oil emulsions در نشریه Carbohydrate Polymers به چاپ رسیده است.
کد خبر 6679217 
مهتاب چابوک
-
مبتکر:کامیون ایسوزو به دلیل خستگی و خوابآلودگی راننده واژگون شد
-
هواشناسی: نفوذ سامانه بارشی نسبتا فعال در اردبیل پیشبینی میشود
-
شماره دوم «دانستنیها» با موضوع هوش مصنوعی منتشر شد
-
لهونی: راهیان نور فرصتی برای معرفی نقش مردم کردستان در دفاع مقدس است
-
نوآوری پژوهشگران ایرانی برای جداسازی سریع آب و نفت
-
بیات: بخش خصوصی موتور محرک توسعه میراث فرهنگی خمین است
-
مربیان استقلال و پرسپولیس تحت تاثیر باشگاه هستند/ این بازی ارزش نداشت!
-
آیتالله فلاحتی: دانشگاه باید همزمان محل علم و جریان آرمانگرایی باشد
-
پویش تغذیه سالم با محوریت «نانوسلامت» در دزفول آغاز شد
-
امیر واحدی: گامهای بلندی در عرصه دانش و فناوری برداشتهایم
-
ورود پیاپی سامانههای بارشی به کشور از فردا؛ هوا سردتر میشود
-
کالابرگ شارژ شد اما قیمتها بالاست
-
افزایش موارد ابتلا به آنفلوآنزا؛ کارشناس اورژانس هشدار داد
-
ثبتنام حج تمتع ۱۴۰۵ از امروز ۱۵ آذر آغاز شد
-
پیشبینی اَبَررایانه از قرعه تیم ملی فوتبال ایران در جام جهانی ۲۰۲۶
-
اجرای طرح خط ویژه حمل و نقل همگانی در تهران از صبح امروز آغاز شد
-
امتزاج تاریخ، اندیشه و شعر در قاب دوربین علی حاتمی؛ جستجوی هستیشناختی
-
ایران و مصر چند بار با یکدیگر بازی کردهاند؟/ سرمربی فقید انتقام گرفت!
-
مافیای فروش جای پارک در تهران
-
اولین واکنش قلعهنویی به قرعه ایران در جامجهانی/ حدسش را میزدم!
-
روزنامههای ورزشی شنبه ۱۵ آذر ۱۴۰۴
-
روزنامههای اقتصادی شنبه ۱۵ آذر ۱۴۰۴
-
روزنامههای صبح شنبه ۱۵ آذر ۱۴۰۴
- تبلیغات گوگل ادز
- فروش خودرو کارکرده
- خرید دستگاه تصفیه آب
- تبلیغ در گوگل
- چاپ کارت ویزیت
- سرور اچ پی
- تور شفق قطبی اقساطی
- خرید دام زنده
- طراحی سایت تابان شهر
- گل افزون
- خرید هاست
- هلدینگ پارسه
- امداد خودرو
- مهرینو
- تهران تایمز
- روزنامه آگاه
دیدگاهتان را بنویسید