Новости науки

Наномембрана соберет разлитую нефть

6 июля 2013
Любая утечка нефти может обернуться настоящей катастрофой, устранить последствия которой очень непросто. Поэтому в настоящее время возросла потребность в материалах, которые могут эффективно очищать воду от углеводородов. Для сбора нефти и отделения её от воды можно использовать нанопористые мембраны. В идеале, методы получения таких мембран должны быть максимально просты и дешевы, а сами они должны быть экологически безопасны, стабильны и просты в использовании.

Исследователи из США и Японии предложили материал, образованный нанопроводами манганита K2-xMn8O16. Мембраны из этого материала, напоминающие обычную бумагу, имеют трехмерную нанопористую структуру и проявляют супергидрофильные свойства. Однако, если нанопровода покрыть гидрофобными молекулами, мембраны становятся супергидрофобными с контактным углом, превосходящим 170°. Чтобы вернуть материалу супергидрофильные свойства, нужно удалить гидрофобные молекулы, слегка подогрев мембрану.

Нанопровода образуются в результате гидротермального синтеза из K2S2O8, K2SO4 и MnSO4 при 250°С. Полученная суспензия наносится на тефлоновую подложку и высушивается. И всё – наномембрана готова. Бумага имеет иерархическую структуру – она образована волокнами, состоящими из нанопроводов манганита.

Мембрана была обработана паром, получающимся при нагревании полидиметилсилоксана (ПДМС). В результате все волокна оказались покрыты слоем силикона (3 nm), а материал приобрел супергидрофобные свойства. Как показали дополнительные эксперименты, свойства материала в основном определяются особой микроструктурой. При комнатной температуре супергидрофобность не меняется довольно долго (по крайней мере, 3 месяца), а при 390°С мембрана снова становится супергидрофильной за счет удаления силикона.

Мембрана из нанопроводов отлично проявила себя в нелегком деле очистки воды от нефтепродуктов. После помещения в стакан с водой, покрытой слоем углеводорода, происходит полное впитывание последнего. Мембрана может поглотить жидкости в 20 раз больше своего веса. При этом в отличие от других известных материалов новый материал совершенно не впитывает воду. Также, по заверениям авторов работы, материал может справиться не только со слоем углеводорода на поверхности воды, но и с его эмульсиями. А ведь именно эмульсии серьезно затрудняют очистку и вынуждают перерабатывать огромные объемы воды. После использования мембрана может быть разбита на отдельные волокна ультразвуком, а потом собрана обратно после отделения абсорбата.

Работа «Superwetting nanowire membranes for selective absorption» опубликована в журнале Nature Nanotechnology.

Новости науки

Другие новости

13 февраля 2014 Китайская CIC получила 12,5 % акций «Уралкалия»

Китайская государственная инвестиционная корпорация Chengdong Investment Corporation (CIC) получила 12,5 % акций ОАО «Уралкалий» по итогам конвертации облигаций, выпущенных в 2012 году акционерами российской компании, сообщил сам «Уралкалий». Облигации, конвертируемые...


20 февраля 2016 «Газпром нефтехим Салават» внедряет комплексы БАВР в электроустановки

В электроустановки производственных объектов компании внедряются комплексы БАВР (быстродействующее автоматическое включение резерва). При посадках напряжения в системе электроснабжения они позволяют переключать источники питания за доли секунды, что обеспечивает устойчивую работу...


11 января 2012 Шоколадные яйца динозавра

В Западной Европе считается, что яйца на Пасху приносит специально предназначенный для этого заяц. Согласно преданию, удивительное животное притаскивает их из своего гнезда и раскладывает в саду под деревьями...