Su-Yağ Emülsiyonu Ayırma Performansı Mükemmel Geliştirilmiş, Çöl Böceğinden İlham Alan Manyetik Emülsiyon Çözücü
Prof. Zeng Zhixiang’ın Çin Bilimleri Akademisi’nin (CAS) Ningbo Malzeme Teknolojisi ve Mühendisliği Enstitüsü’ndeki (NIMTE) ekibi, çöl böceğinden ilham alan mikro yapılara sahip, yeni bir manyetik emülsiyon kırıcı (çözücü) geliştirdi ve düşük geri kazanım enerji tüketimi ile yüksek verimli su-yağ emülsiyonu ayrımını gerçekleştirdi. Çalışma, Chemical Engineering Journal’da yayımlandı.
Son yıllarda yağlı atık su salınımı ve deniz petrol sızıntıları, kuşkusuz yağlı su kirliliğine yol açmış, bu durum da küresel deniz ekosistemi ve insan sağlığı için büyük tehditler meydana getirmiştir. Bununla birlikte yağlı atık su arıtımı için mevcut malzemeler, özellikle süper ıslatıcı partiküller, düşük ayırma verimliliği ve geri kazanımda yüksek enerji tüketimi sergiler. Bu nedenle su-yağ emülsiyon ayırmada pratik uygulamaları ciddi şekilde sınırlar.
NIMTE’deki araştırmacılar, Stenocara Böceği’nin su toplama ve su tutma özellikleri için sırtındaki hidrofilik / süper hidrofobik yapıların tersine bir düşünceden esinlenerek, su altı süperolefobik alt katman ve süper hidrofobik / süper oleofolik tümsekler içeren çöl böceğinin yapısına benzer mikro yapılarla manyetik graten – oksit bazlı bir kompozit (Fe3O4 / GO@C-SR) üretti.
Basit bir tek aşamalı solvotermal yöntem aracılığıyla manyetik olarak aktif graten oksit (Fe3O4 / GO) parçacıkları sentezlendi. Daha sonra süper hidrofobik / süper oleofilik karbon karası parçacıkları (C-SR), bir bilyeli öğütme tekniğiyle böcek benzeri bir yapı oluşturmak için Fe3O4 / GO parçacıklarının yüzeyi üzerinde birleştirildi.
Sentezlenen Fe3O4 / GO@C-SR emülsiyon çözücü, havada yüksek hidrofobisite (su geçirmezlik) / oleofilisite (yağ çekici özellik) ve su altında yüksek oleofobisite (yağ itici özellik) gösterdi. Süper oleofilik tümsekler, yani C-SR, küçük yağ damlacıklarını yakalayabilir ve toplayabilir. Hidrofilik bölgede oluşturulan hidrasyon tabakası, yakalanan yağ damlacıklarının kompozit yapı üzerine yayılmasını etkili bir şekilde önleyebilir. Böylece su-yağ emülsiyon ayırma verimi arttırabilir.
Ek olarak geleneksel manyetik GO emülsiyon çözücülere kıyasla sentezlenen manyetik Fe3O4 / GO@C-SR emülsiyon çözücü daha yüksek fototermal dönüşüm verimi ve yüksek geri kazanılabilirlik göstermiştir, bu sayede geri kazanım prosesinde emülsiyon çözücünün enerji tüketimi azalmıştır.
Kaynak: phys.org
