CC BY
14
РАЗРАБОТКА СОВРЕМЕННОГО И ЭФФЕКТИВНОГО
НЕФТЕСОРБЕНТА
И.А. Богданов, курсант, Н.А. Таратанов, старший преподаватель, к.х.н., Н.Ш. Лебедева, профессор, д.х.н., доцент, Ивановская пожарно-спасательная академия ГПС МЧС России,
г. Иваново
В настоящее время загрязнение поверхностных водоемов и почвы продуктами нефтеперерабатывающей промышленности происходит не только при аварийных разливах нефти, но и при проведении различных видов регламентных работ, что в разы увеличивает техногенную нагрузку на экосистему [1]. Сейчас половина всей добываемой в мире нефти идет на нужды наземного транспорта, примерно по 8 % - на нужды водного и воздушного транспорта, остальной объем нефти используется в нефтехимической промышленности, фармацевтике, теплогенерации, при производстве потребительских товаров и продуктов питания. Очевидно, что сейчас человек не может обойтись без нефти, однако в будущем ситуация может измениться. Считается, что Россия - богатая страна и ресурсов у нас больше всех в мире, особенно воды. Но сколько этой воды пригодно и безопасно для человека, флоры и фауны? Крайне мало, и, как правило, находится она на большом удалении от мест, где нужна больше всего. «Благодаря» современному человеку дизельное топливо, бензин и другие нефтепродукты ежедневно попадают в воду - на работе, в гараже, на даче. И если в сухое время года мы не замечаем результатов нашего воздействия на окружающую среду, то осенью и весной не увидеть радужную пленку невозможно. Особенно в населенных пунктах, на автостоянках и в местах активного хозяйствования человека.
К сожалению, известные технологии борьбы с крупномасштабными разливами нефти пока малоэффективны. Согласно данным официальной статистики, на территории России ежегодно происходит более 20 тыс. аварий, связанных с добычей нефти. Сколько их в действительности, сложно себе представить. Исходя из вышесказанного, можно прогнозировать, что в перспективе загрязнение нефтью будет только усиливаться - с ростом ее транспортировки по морю и развитием добычи на шельфах.
Перспективным и актуальным, на пути к решению данной проблемы встает вопрос поиска новых материалов, пригодных для изготовления сорбентов, предназначенных как для сбора нефти с поверхности воды при тушении, а также для очистки сточных промышленных вод.
На сегодняшний день к сорбентам продуктов нефтеразливов предъявляются ряд требований максимальной универсальности, прежде всего, это высокая эффективность; экологическая безопасность; сорбент должен быть термостойким при сборе нефтепродуктов в местах их возгорания; сорбент и средства пожаротушения не должны терять своей активности при одновременном их использовании. Кроме того, сорбент должен быть «плавучим», чтобы обеспечить
возможность сбора и утилизации нефтепродуктов.
Для решения выше перечисленного за основу были взяты наноразмерные частицы ^Ю2)п полученные метод золь-гель синтеза (Штобера) [2]. Многочисленные экспериментальные данные показывают, что свойства синтезированных наночастиц по методу Штобера зависят от используемого катализатора, температуры и других условий протекания процесса. При варьировании перечисленных факторов подобраны условия синтеза, обеспечивающие получение наночастиц кремнезема с заданными свойствами. В результате синтеза образуется пористый наноразмерный диоксид кремния, в порах которого заключен темплат. Далее темплат удалялся из диоксида кремния. Для удаления органического темплата применялось прокаливание полученного продукта в течение пяти часов в муфельной печи при температуре 400 ОС. Согласно полученным результатам средний размер полученных наночастиц ^Ю2)п лежит в интервале от 75 до 90 нм. Данный размер частиц обеспечивает кремнезему седиментационную устойчивость, это особенно актуально для сорбентов нефтеразливов. Для определения аморфности образцов был проведен рентгенофазовый анализ (РФА). Рентгенофазовый анализ (РФА) проводился на дифрактометре ДР-1 «РАДИАН» (СиКа-излучение, 1.54056 А, графитовый монохроматор). Угловая характеристика рассеянных лучей определяется положением счетчика (в угловых единицах), а их интенсивность - скоростью счета (импульс/с). Размеры рабочих щелей составляли 0,25 мм. Съемка рентгеновского рассеяния проводилось при температуре 298,15 К в диапазоне углов от 10 до 90° (20). Погрешность измерения углов составляет 0,2°. Полученные дифрактограммы сравнивались с базой данных PDF2 международного комитета JCPDS от 2004 года. Рентгенограммы синтезированных частиц, характеризовались наличием широкой полосы без мультиплетных пиков, подтверждая аморфную, не кристалличную природу синтезированного наноразмерного диоксида кремния.
Опираясь на полученные сведения и результаты, можно утверждать, что синтезированный наноразмерный кремнезем обладает высокой сорбционной способностью по отношению к нефтепродуктам, обладает седиментативной устойчивостью в воде и водных растворах в течение длительного времени. По результатам проведенных испытаний качества пенообразователя (марка А), содержащего сорбент в лаборатории Ивановского химического завода ОАО «ИвХимпром», установлено, что присутствие наноразмерного диоксида кремния не оказывает влияния на огнетушащую способность и основные характеристики пенообразователя. При этом сорбционная емкость нефтесорбента в присутствии пенообразователя возрастает, что позволяет использование наноразмерного кремнезема в качестве сорбента нефти и нефтепродуктов.
Список использованной литературы
1. Аренс В.Ж. Нефтяные загрязнения: как решить проблему/ В.Ж. Аренс, О.М. Гридин, Л.А. Яншин // Экология и промышленность России. - 1999. - № 9 33-36 с.
2. Stober W. Controlled growth of monodisperse silica spheres in the micron size range / W. Stober, A. Fink, E. Bohn // Journal of Colloid and Interface Sciences. 1968. Vol. 26. P. 62-69.
3. Интернет-ресурс: Словарь нано технологических и связанных с нанотехнологиями терминов: Темплатный синтез http://thesaurus.rusnano.com/ wiki/articlel 787?sphrase_id=28273.
