Вивчення ліофільних властивостей природного клиноптилоліту як сорбенту нафти та нафтопродуктів

Автор(и)

  • Станіслав Олегович Гринишин Національний університет «Львівська політехніка», Україна https://orcid.org/0009-0007-8645-2532
  • Зеновій Орестович Знак Національний університет «Львівська політехніка», Україна https://orcid.org/0000-0002-3871-4063

DOI:

https://doi.org/10.15587/2706-5448.2024.319850

Ключові слова:

цеоліт, клиноптилоліт, нафта, нафтопродукти, очищення природних і стічних вод, ліофільні властивості, граничний кут змочування

Анотація

Об’єктом дослідження є природний клиноптилоліт як потенційний сорбент у процесах очищення води та ґрунту від нафти, нафтопродуктів (бензин А-95, гас), індустріального масла, бензолу, толуолу, гексану, водобензинових емульсій, а також водно-органічного конденсату. Відомо, що цей матеріал має високу адсорбційну здатність до різних органічних середовищ. Тому досліджено ліофільні властивості різних фракцій клиноптилоліту по відношенню до вказаних середовищ.

Ліофільні властивості клиноптилоліту вивчали методом лежачої краплі для вимірювання граничного кута змочування різних фракцій цеоліту з використанням зазначеного середовища. Отримані дані визначили придатність клиноптилоліту для очищення ґрунтів і вод від цих рідин.

Встановлено залежність змочування клиноптилоліту від дисперсності клиноптилоліту. Усі фракції клиноптилоліту характеризуються високою ліофільністю у всіх середовищах, крім нафти. Від його дисперсності суттєво залежить змочуваність клиноптилоліту маслом і відповідна робота адгезії. Встановлено, що зі збільшенням розміру частинок клиноптилоліту від 0,1 до 2,5–3,0 мм робота адгезії зростає від 13,5 10-3 до 51,2 10-3 Дж/м2. Причиною цього може бути вплив морфології поверхні клиноптилоліту. Підвищення температури в системі клиноптилоліт-масло сприяє змоченню дрібних фракцій цеоліту маслом.

Отримані експериментальні дані показують, що природний клиноптилоліт широкого фракційного складу може бути використаний для очищення природних і стічних вод і ґрунтів від зазначених органічних і водно-органічних середовищ. При цьому для сорбції нафти придатні лише фракції клиноптилоліту понад 1 мм.

Біографії авторів

Станіслав Олегович Гринишин, Національний університет «Львівська політехніка»

Аспірант

Кафедра хімії і технології неорганічних речовин

Зеновій Орестович Знак, Національний університет «Львівська політехніка»

Доктор технічних наук, професор

Кафедра хімії і технології неорганічних речовин

Посилання

  1. Pylypchuk, O., Vysotska, T., Pichkur, T. (2020). Modern ways to reduce the impact of railway transport on the environment: the problem of soil cleaning from petroleum products. Ecological Sciences, 3 (30), 113–118. https://doi.org/10.32846/2306-9716/2020.eco.3-30.19
  2. Krichkovskaya, L., Essam, A. E., Dubonosov, V. L. (2019). Search for sorbents for the elution of petroleum products from water. Bulletin of the National Technical University “KhPI”. Series: Chemistry, Chemical Technology and Ecology, 2, 47–52. https://doi.org/10.20998/2079-0821.2019.02.07
  3. Qi, P., Lin, N., Liu, Y., Zhao, J. (2013). Improvement of oil/water selectivity by stearic acid modified expanded perlite for oil spill cleanup. Journal of Shanghai Jiaotong University (Science), 18 (4), 500–507. https://doi.org/10.1007/s12204-013-1426-x
  4. Zadaka-Amir, D., Bleiman, N., Mishael, Y. G. (2013). Sepiolite as an effective natural porous adsorbent for surface oil-spill. Microporous and Mesoporous Materials, 169, 153–159. https://doi.org/10.1016/j.micromeso.2012.11.002
  5. Znak, Z. О., Мnykh, R. V., Pyrih, М. А., Zhuk, T. V. (2022). Research of oil sorption by natural clinoptylolite. Chemistry, Technology and Application of Substances, 5 (2), 58–64. https://doi.org/10.23939/ctas2022.02.058
  6. Barry, E., Mane, A. U., Libera, J. A., Elam, J. W., Darling, S. B. (2017). Advanced oil sorbents using sequential infiltration synthesis. Journal of Materials Chemistry A, 5 (6), 2929–2935. https://doi.org/10.1039/c6ta09014a
  7. Bayraktaroglu, S., Kizil, S., Bulbul Sonmez, H. (2021). A highly reusable polydimethylsiloxane sorbents for oil/organic solvent clean-up from water. Journal of Environmental Chemical Engineering, 9 (5), 106002. https://doi.org/10.1016/j.jece.2021.106002
  8. Wang, J., Wang, H., Geng, G. (2018). Highly efficient oil-in-water emulsion and oil layer/water mixture separation based on durably superhydrophobic sponge prepared via a facile route. Marine Pollution Bulletin, 127, 108–116. https://doi.org/10.1016/j.marpolbul.2017.11.060
  9. Narayanan, P., Ravirajan, A., Umasankaran, A., Prakash, D. G., Kumar, P. S. (2018). Theoretical and experimental investigation on the removal of oil spill by selective sorbents. Journal of Industrial and Engineering Chemistry, 63, 1–11. https://doi.org/10.1016/j.jiec.2018.01.031
  10. Zhu, H., Qiu, S., Jiang, W., Wu, D., Zhang, C. (2011). Evaluation of Electrospun Polyvinyl Chloride/Polystyrene Fibers As Sorbent Materials for Oil Spill Cleanup. Environmental Science & Technology, 45 (10), 4527–4531. https://doi.org/10.1021/es2002343
  11. Piperopoulos, E., Calabrese, L., Khaskhoussi, A., Proverbio, E., Milone, C. (2020). Thermo-Physical Characterization of Carbon Nanotube Composite Foam for Oil Recovery Applications. Nanomaterials, 10 (1), 86. https://doi.org/10.3390/nano10010086
  12. Tang, C., Guan, J., Xie, S. (2020). Study on Reutilization of Pyrolytic Residues of Oily Sludge. International Journal of Analytical Chemistry, 2020, 1–7. https://doi.org/10.1155/2020/8858022
  13. Hrynyshyn, S. О., Znak, Z. О., Hrynyshyn, K. О., Skorohoda, V. Y. (2023). Use of pyrocarbon obtained in the process of pyrolysis of rubber waste for absorption of oil and Petroleum products. Chemistry, Technology and Application of Substances, 6 (1), 27–31. https://doi.org/10.23939/ctas2023.01.027
  14. Sukhatskyi, Yu. V., Sozanskyi, M. A., Shepida, M. V., Znak, Z. O., Khomyak, S. V. (2024). Synthesis of spinel МgМn2О4 nanoparticles by the co-precipitation method in an ultrasonic field. Chemistry, Technology and Application of Substances, 7 (1), 52–59. https://doi.org/10.23939/ctas2024.01.052
  15. Bonn, D., Eggers, J., Indekeu, J., Meunier, J., Rolley, E. (2009). Wetting and spreading. Reviews of Modern Physics, 81 (2), 739–805. https://doi.org/10.1103/revmodphys.81.739
Study of lyophilic properties of natural clinoptilolite as a sorbent of oil and oil products

##submission.downloads##

Опубліковано

2024-12-31

Як цитувати

Гринишин, С. О., & Знак, З. О. (2024). Вивчення ліофільних властивостей природного клиноптилоліту як сорбенту нафти та нафтопродуктів. Technology Audit and Production Reserves, 6(3(80), 42–46. https://doi.org/10.15587/2706-5448.2024.319850

Номер

Том 6 № 3(80) (2024): Хімічна інженерія

Розділ

Екологія та технології захисту навколишнього середовища

Ліцензія

Авторське право (c) 2024 Stanislav Hrynyshyn, Zenovii Znak

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.