آدرس ایمیل خود را وارد نمایید
ثبت
پیام خود را بنویسید
دوره 21، شماره 48 - ( 10-1404 )
جلد 21 شماره 48 صفحات 108-95 |
برگشت به فهرست نسخه ها
Download citation:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:
Aghaei M, Zahedi A, tamiz S. Constructing and optimizing drum-type skimmers containing poly aniline nanofibers with the aim of collecting oil spills in the sea. marineeng 2025; 21 (48) :95-108
URL: http://marine-eng.ir/article-1-1077-fa.html
URL: http://marine-eng.ir/article-1-1077-fa.html
آقایی مائده، زاهدی علیرضا، تمیز سینا. ساخت و بهینهسازی اسکیمرهای نوع درام حاوی نانوالیاف پلیآنیلین با هدف جمعآوری لکههای نفتی دریا. مهندسی دریا. 1404; 21 (48) :95-108
مائده آقایی1 
، علیرضا زاهدی*2 ، سینا تمیز1
، علیرضا زاهدی*2 ، سینا تمیز1
1- دانشجوی کارشناسی ارشد
2- عضو هیات علمی دانشگاه
2- عضو هیات علمی دانشگاه
چکیده: (408 مشاهده)
| با افزایش حوادث دریایی و حملونقل نفتکشها، نشت نفت به طور پیوسته در حال گسترش است. در این پژوهش، با در نظرگرفتن نیاز جدی برای پاکسازی لکههای نفتی از آب دریا، برای اولین بار اقدام به ساخت اسکیمرهای نوع درام حاوی نانوالیاف پلیآنیلین شد. با استفاده از نانوالیاف پلیآنیلین اقدام به اصلاح ساختار اسکیمرهای پوشاندهشده با فوم دو جزئی پلییورتان شد. به منظور مشخصهیابیهای فیزیکی و شیمیایی نانوالیاف پلیآنیلین از آزمونهای طیفسنجی تبدیل فوریه مادون قرمز، تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی، آزمون پراش اشعه ایکس و آزمون جذب نفت استفاده شد. به منظور بهبود کارایی در بازیابی نفت در عین مقرون بهصرفهبودن، بهینهسازی مورفولوژی نانوالیاف پلیآنیلین با مولفههای انتخابی نسبت مولی آنیلین به آمونیوم پرسولفات، نسبت اسید به آنیلین و میزان غلظت نانوالیاف مورد استفاده در ساختار اسکیمر انجام گرفت. نتایج نشان داد که اصلاح فوم پلییورتان با نانوالیاف پلیآنیلین موجب افزایش قابلتوجه نرخ بازیابی نفت در مقایسه با فوم خام میشود. نمونهی بهینه، نرخ بازیابی 217.5 میلی لیتر بر دقیقه را با هزینهی پوشش 1.61 دلار و مقدار مطلوبیت %58 نشان داد که بیانگر پتانسیل مناسب این پوشش برای کاربرد در اسکیمرهای بازیابی نفت است. |
متن کامل [PDF 967 kb]
(82 دریافت)
نکات برجسته مقاله:
این مطالعه، اولین مطالعه در نوع خود است که برای اولین بار به توسعه اسکیمرهای جذب نفت با استفاده از نانوالیافهای پلیآنیلین پرداخته است. نتایج نشان داد که استفاده از از این نانو الیاف میتواند نرخ جذب نفت را تا %23 درصد افزایش دهد. همچنین پس از انجام بهینه سازی دو هدفه (جذب نفت-قیمت)، مشخص شد که غلظت نانوالیاف پلیآنیلین بیشترین تأثیر را بر مسئله دارد و برای نمونه بهینه نرخ بازیابی نفت، قیمت و مطلوبیت به ترتیب برابر با 5/217 میلیلیتر بر دقیقه (%34 بیشتر از فوم سنباده خورده خالص)، 61/1 دلار و %58 بدست آمد.
این مطالعه، اولین مطالعه در نوع خود است که برای اولین بار به توسعه اسکیمرهای جذب نفت با استفاده از نانوالیافهای پلیآنیلین پرداخته است. نتایج نشان داد که استفاده از از این نانو الیاف میتواند نرخ جذب نفت را تا %23 درصد افزایش دهد. همچنین پس از انجام بهینه سازی دو هدفه (جذب نفت-قیمت)، مشخص شد که غلظت نانوالیاف پلیآنیلین بیشترین تأثیر را بر مسئله دارد و برای نمونه بهینه نرخ بازیابی نفت، قیمت و مطلوبیت به ترتیب برابر با 5/217 میلیلیتر بر دقیقه (%34 بیشتر از فوم سنباده خورده خالص)، 61/1 دلار و %58 بدست آمد.
نوع مطالعه: مقاله پژوهشي |
موضوع مقاله:
شرايط محيطي و زيست محيطي
دریافت: 1402/8/20 | پذیرش: 1405/1/27
دریافت: 1402/8/20 | پذیرش: 1405/1/27
فایل صوتی چکیده مقاله [MP3 2604 KB] (40 دریافت)
فهرست منابع
1. [1] S. Jha and P. Dahiya, "Impact analysis of oil pollution on environment, marine, and soil communities," in Advances in Oil-Water Separation: Elsevier, 2022, pp. 99-113. [DOI:10.1016/B978-0-323-89978-9.00017-3]
2. [2] T. Zhang et al., "Enhanced oils and organic solvents absorption by polyurethane foams composites modified with MnO2 nanowires," Chemical Engineering Journal, vol. 309, pp. 7-14, 2017. [DOI:10.1016/j.cej.2016.08.085]
3. [3] M. M. Nuhu, E. R. Rene, and A. Ishaq, "Remediation of crude oil spill sites in Nigeria: problems, technologies, and future prospects," Environmental Quality Management, vol. 31, no. 4, pp. 165-175, 2022. [DOI:10.1002/tqem.21793]
4. [4] V. Sharma, A. Ramish, and O. Sahu, "Oil spill recovery techniques in petroleum industry: a review on treatment process," J Oil Gas Petrochem Sci, vol. 3, no. 1, pp. 1-5, 2021.
5. [5] M. Fingas, "The challenges of remotely measuring oil slick thickness," Remote sensing, vol. 10, no. 2, p. 319, 2018. [DOI:10.3390/rs10020319]
6. [6] B. Doshi, M. Sillanpää, and S. Kalliola, "A review of bio-based materials for oil spill treatment," Water research, vol. 135, pp. 262-277, 2018. [DOI:10.1016/j.watres.2018.02.034] [PMID]
7. [7] D. Angelova, I. Uzunov, S. Uzunova, A. Gigova, and L. Minchev, "Kinetics of oil and oil products adsorption by carbonized rice husks," Chemical Engineering Journal, vol. 172, no. 1, pp. 306-311, 2011. [DOI:10.1016/j.cej.2011.05.114]
8. [8] K. Okiel, M. El-Sayed, and M. Y. El-Kady, "Treatment of oil-water emulsions by adsorption onto activated carbon, bentonite and deposited carbon," Egyptian journal of Petroleum, vol. 20, no. 2, pp. 9-15, 2011. [DOI:10.1016/j.ejpe.2011.06.002]
9. [9] A. A. Al-Majed, A. R. Adebayo, and M. E. Hossain, "A sustainable approach to controlling oil spills," Journal of environmental management, vol. 113, pp. 213-227, 2012. [DOI:10.1016/j.jenvman.2012.07.034] [PMID]
10. [10] J. Pinto, A. Athanassiou, and D. Fragouli, "Surface modification of polymeric foams for oil spills remediation," Journal of environmental management, vol. 206, pp. 872-889, 2018. [DOI:10.1016/j.jenvman.2017.11.060] [PMID]
11. [11] J. O. Akindoyo, M. Beg, S. Ghazali, M. Islam, N. Jeyaratnam, and A. Yuvaraj, "Polyurethane types, synthesis and applications-a review," Rsc Advances, vol. 6, no. 115, pp. 114453-114482, 2016. [DOI:10.1039/C6RA14525F]
12. [12] Q. Zhu et al., "Robust superhydrophobic polyurethane sponge as a highly reusable oil-absorption material," Journal of Materials Chemistry A, vol. 1, no. 17, pp. 5386-5393, 2013. [DOI:10.1039/c3ta00125c]
13. [13] A. T. Hoang and M. Q. Chau, "A mini review of using oleophilic skimmers for oil spill recovery," Journal of Mechanical Engineering Research & Developments (JMERD), vol. 41, no. 2, pp. 92-96, 2018. [DOI:10.26480/jmerd.02.2018.92.96]
14. [14] I. C. Ossai, A. Ahmed, A. Hassan, and F. S. Hamid, "Remediation of soil and water contaminated with petroleum hydrocarbon: A review," Environmental Technology & Innovation, vol. 17, p. 100526, 2020. [DOI:10.1016/j.eti.2019.100526]
15. [15] D. Dave and A. E. Ghaly, "Remediation technologies for marine oil spills: A critical review and comparative analysis," American Journal of Environmental Sciences, vol. 7, no. 5, p. 423, 2011. [DOI:10.3844/ajessp.2011.423.440]
16. [16] A. Dhaka and P. Chattopadhyay, "A review on physical remediation techniques for treatment of marine oil spills," Journal of Environmental Management, vol. 288, p. 112428, 2021. [DOI:10.1016/j.jenvman.2021.112428] [PMID]
17. [17] M. Khalil, I. El-Boghdady, and E. Lotfy, "Oil-recovery performance of a sponge-covered drum skimmer," Alexandria Engineering Journal, vol. 61, no. 12, pp. 12653-12660, 2022. [DOI:10.1016/j.aej.2022.06.011]
18. [18] A. Hammoud and M. Khalil, "Performance of a rotating drum skimmer in oil spill recovery," Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part E: Journal of Process Mechanical Engineering, vol. 217, no. 1, pp. 49-57, 2003. [DOI:10.1243/09544080360562981]
19. [19] A. Hammoud and M. Khalil, "Effect of disk material on disk skimmer performance," in Proceedings of the Second International Conference on Oil Spill in the Mediterranean and Black Sea Regions, Istanbul-Turkey 31st October-3rd November, 2000, pp. 153-164.
20. [20] V. Broje and A. A. Keller, "Improved mechanical oil spill recovery using an optimized geometry for the skimmer surface," Environmental science & technology, vol. 40, no. 24, pp. 7914-7918, 2006. [DOI:10.1021/es061842m] [PMID]
21. [21] V. Broje and A. A. Keller, "Effect of operational parameters on the recovery rate of an oleophilic drum skimmer," Journal of hazardous materials, vol. 148, no. 1-2, pp. 136-143, 2007. [DOI:10.1016/j.jhazmat.2007.02.017] [PMID]
22. [22] J. Ge et al., "Pumping through porous hydrophobic/oleophilic materials: an alternative technology for oil spill remediation," Angewandte Chemie, vol. 126, no. 14, pp. 3686-3690, 2014. [DOI:10.1002/ange.201310151]
23. [23] A. T. Hoang, S. Nižetić, X. Q. Duong, L. Rowinski, and X. P. Nguyen, "Advanced super-hydrophobic polymer-based porous absorbents for the treatment of oil-polluted water," Chemosphere, vol. 277, p. 130274, 2021. [DOI:10.1016/j.chemosphere.2021.130274] [PMID]
24. [24] Z.-R. Jiang et al., "Coating sponge with a hydrophobic porous coordination polymer containing a low-energy CF3-decorated surface for continuous pumping recovery of an oil spill from water," NPG Asia Materials, vol. 8, no. 3, pp. e253-e253, 2016. [DOI:10.1038/am.2016.22]
25. [25] N. Wang and Z. Deng, "Synthesis of magnetic, durable and superhydrophobic carbon sponges for oil/water separation," Materials Research Bulletin, vol. 115, pp. 19-26, 2019. [DOI:10.1016/j.materresbull.2019.03.007]
26. [26] E. Piperopoulos, L. Calabrese, E. Mastronardo, C. Milone, and E. Proverbio, "Carbon-based sponges for oil spill recovery," in Carbon Nanomaterials for Agri-Food and Environmental Applications: Elsevier, 2020, pp. 155-175. [DOI:10.1016/B978-0-12-819786-8.00008-6]
27. [27] A. T. Hoang, X. P. Nguyen, X. Q. Duong, and T. T. Huynh, "Sorbent-based devices for the removal of spilled oil from water: a review," Environmental Science and Pollution Research, vol. 28, pp. 28876-28910, 2021. [DOI:10.1007/s11356-021-13775-z] [PMID]
28. [28] A. Ghorbankhani and A. R. Zahedi, "Micro-cellular polymer foam supported polyaniline-nanofiber: Eco-friendly tool for petroleum oil spill cleanup," Journal of Cleaner Production, vol. 368, p. 133240, 2022. [DOI:10.1016/j.jclepro.2022.133240]
29. [29] P. Taheri and A. R. Zahedi, "Techno-economic analysis of a renewable quadruple hybrid system for efficient water/biofuel production," Solar Energy, vol. 211, pp. 1053-1069, 2020. [DOI:10.1016/j.solener.2020.10.040]
30. [30] M. Đorđević, Đ. Šabalja, Đ. Mohović, and D. Brčić, "Optimisation Methodology for Skimmer Device Selection for Removal of the Marine Oil Pollution," Journal of marine science and engineering, vol. 10, no. 7, p. 925, 2022. [DOI:10.3390/jmse10070925]
31. [31] M. Trchová and J. Stejskal, "Polyaniline: The infrared spectroscopy of conducting polymer nanotubes (IUPAC Technical Report)," Pure and Applied Chemistry, vol. 83, no. 10, pp. 1803-1817, 2011. [DOI:10.1351/PAC-REP-10-02-01]
32. [32] M. Bláha, M. Trchová, P. Bober, Z. Morávková, J. Prokeš, and J. Stejskal, "Polyaniline: Aniline oxidation with strong and weak oxidants under various acidity," Materials Chemistry and Physics, vol. 194, pp. 206-218, 2017. [DOI:10.1016/j.matchemphys.2017.03.028]
33. [33] N.-R. Chiou, L. J. Lee, and A. J. Epstein, "Porous membrane controlled polymerization of nanofibers of polyaniline and its derivatives," Journal of Materials Chemistry, vol. 18, no. 18, pp. 2085-2089, 2008. [DOI:10.1039/b719320c]
34. [34] L. Zhu, H. Lu, T. Huo, D. Liu, Z. Yan, and J. Zhang, "Superhydrophobic PDMS/MOF-74@ PU sponge with photothermal property for efficient oil/water separation," Separation and Purification Technology, vol. 364, p. 132525, 2025. [DOI:10.1016/j.seppur.2025.132525]
35. [35] A. Zahedi, M. Aghaei, and B. Kanani, "Design of advanced skimmer coatings to improve marine oil spill recovery," Marine Pollution Bulletin, vol. 220, p. 118373, 2025. [DOI:10.1016/j.marpolbul.2025.118373] [PMID]
ارسال پیام به نویسنده مسئول
| بازنشر اطلاعات | |
 |
این مقاله تحت شرایط Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License قابل بازنشر است. |
International Journal of Maritime Technology is licensed under a
Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.