حذف تركيب‌هاي نفتي سبك از منابع آبي با نانوكامپوزيت پلي‌پروپيلن و دي‌اكسيد تيتانيوم

Removal of light petroleum hydrocarbons from water sources using polypropylene and titanium dioxide nano-composite

زمينه: تركيب‌هاي نفتي از مهم‌ترين آلاينده‌هاي تهديدكننده سلامت انسان و آبزيان هستند. كاربرد جاذب‌ها، به عنوان يكي از روش‌هاي جلوگيري از انتشار تركيب‌هاي نفتي در آب، همواره با محدوديت‌هايي همراه بوده است. هدف: مطالعه به منظور تعيين قابليت نانوكامپوزيت پلي‌پروپيلن و دي‌اكسيد ‌تيتانيوم در جذب تركيب‌هاي نفتي سبك از آب انجام شد. مواد و روش ها: اين مطالعه تجربي در سال 94-1393 در دانشكده بهداشت دانشگاه علوم پزشكي قزوين انجام شد. الياف پلي‌پروپيلن با طول يك سانتي‌متر و قطر 330 ميكرومتر، با روش حرارت مرطوب فعال‌سازي شدند. جهت هم‌گذاري نانوكامپوزيت از نانوذرات دي‌اكسيد‌ تيتانيوم با قطر ميانگين 20 نانومتر در مجاورت امواج مافوق‌ صوت با بسامد 26 كيلوهرتز و توان 100 وات در دماي 40 درجه سيلسيوس استفاده شد. ريخت‌شناسي نانوكامپوزيت با استفاده از ميكروسكوپ الكتروني روبشي گسيل ميداني (FESEM) بررسي شد. قابليت نانوكامپوزيت در جذب گازوييل و بنزين (به عنوان نماينده تركيب هاي نفتي سبك) در زمان‌هاي مختلف در توري‌هاي پلي‌آميدي با قطر روزنه 250 نانومتر بررسي شد. يافته‎ها: تصاوير ميكروسكوپ الكتروني روبشي گسيل ميداني نشان‌دهنده توزيع يكنواخت نانوذرات دي‌اكسيد‌ تيتانيوم روي الياف بود. بيش-ترين قابليت جذب گازوييل و بنزين توسط نانوكامپوزيت پلي‌پروپيلن و دي‌اكسيد ‌تيتانيوم در زمان تماس 30 دقيقه بود. ميانگين ميزان جذب دو آلاينده گازوييل و بنزين به ترتيب 13/0±01/7 و 10/0±49/6 گرم به ازاي هر گرم وزن جاذب بود. ميزان جذب تركيب هاي نفتي توسط نانوكامپوزيت 27/3 برابر بيش‌تر از الياف فعال سازي نشده بود. نتيجه‎گيري: با توجه به يافته‌ها، نانوكامپوزيت هم‌گذاري شده در مقايسه با نمونه‌هاي تجاري وارداتي عملكرد مطلوبي داشت. به نظر مي رسد نتايج اين مطالعه مي‌تواند به عنوان الگويي كاربردي براي ساخت جاذب‌هاي مصنوعي مقابله كننده با انتشار تركيب‌هاي نفتي در منابع آب استفاده شود.

Background: Petroleum hydrocarbons are the most important pollutants which threat human health and aquatics. Adsorbents are one of the common equipment in water pollution management; however, their applications have been associated with limitations. Objective: To evaluate the potential of polypropylene/titanium dioxide Nano-composite in adsorption of light petroleum hydrocarbons from water sources. Methods: This experimental study was conducted at school of health, Qazvin University of Medical Sciences in 2014-15. Activation of polypropylene fibers, with 1 cm length and 300 microns diameters, was achieved with wet heating. To synthesize of nano-composite the fibers were coated with nano-titanium dioxide with 20 nm diameter. The sonication was performed at 26 kHz and 100 W of power in 40?c. The morphology of the fractured surfaces of impact specimens was examined by FESEM. The adsorption rate of petrol and gasoline, as surrogate of TPH, was evaluated in different retention time within polyamide mesh aperture diameter of 250 nm. Average of TPH adsorbing, per unit weight of adsorbent, were analyzed with analysis of variance and Scheffe post hoc tests. Findings: The FESEM micrographs showed that the dispersion of the nano-Tio2 particles was relatively good and only few aggregations exist. The maximum adsorption capacity of petrol and gasoline was obtained in 30 minute. The adsorption rate of gasoline was 6.49±0.10 g/g and oil was 7.01±0.13 g/g. Conclusion: According to the results and in comparison with commercial imported adsorbents, the synthesized Nano-composite had favorable performance. The results show that the polypropylene/Tio2 Nano-composite can be used effectively in light petroleum hydrocarbons removal from polluted water sources.