ساخت سطح فوق آب‌دوست فوق روغن‌گریز روی اکسید به‌منظور جداسازی آلاینده‌های هیدروکربنی از پساب شرکت پالایش گاز شهید هاشمی‌نژاد

کاهش آلاینده‌های روغنی و ترکیبات هیدروکربنی در پساب صنایع پتروشیمی و پالایشگاهی به حد استانداردهای زیست‌محیطی موضوع چالش برانگیز در سال‌‌های اخیر بوده است که نیازمند ایده‌ها و تکنیک‌‌های علمی جدید است. در این تحقیق، سطح فوق آب‌دوست روی اکسید نانوساختار با استفاده از روش لایه‌نشانی بسیار ساده و ارزان برروی توری از جنس فولاد زنگ نزن تهیه گردید. برای مشخصه‌یابی سطح سنتز شده از آنالیزهای پراش سنج پرتو ایکس، تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی و طیف رامان استفاده شد. برای ارزیابی رفتار ترشوندگی نمونه سنتز شده در هوا و زیر آب از آنالیز زاویه تماس استاتیک و پسماند زاویه تماس استفاده شده است. مطالعه میکروگراف نمونه نشان داد که پوشش روی اکسید ایجاد شده ساختاری دولایه متشکل از نانومیله‌های روی اکسید دارد که برروی بذرلایه‌ای با قطر کمتر از nm 100 رشد کرده و میکروگلسان‌هایی با ساختار سلسله مراتبی سوزنی شکل با قطر انتهایی تقریبی کمتر از nm 50 در بخش رویی قرار گرفته است. بررسی رفتار ترشوندگی سطح سنتز شده نشان داد که محصول، در هوا فوق آب‌دوست (با زاویه تماس حدود °0) و در زیر آب فوق روغن‌گریز (با زاویه تماس استاتیک °3 ±°161 و پسماند زاویه تماس کمتر از °5) است. عملکرد سطح روی اکسید ساخته شده برای جداسازی فاز هیدروکربنی (نمونه پساب صنعتی شرکت پالایش گاز شهید هاشمی‌‌نژاد) نشان داد که امکان جداسازی این فاز از پساب با راندمان بالای 99.9% و شار عبوری بیش از l m2 h1  5800 بدون ایجاد گرفتگی و یا کاهش شار عبوری امکان‌‌پذیر است. استفاده از این سطوح منجر به کاهش میزان روغن موجود در نمونه پساب از mg.l1 50000 به mg.l1 17.3 و همچنین، کاهش ترکیبات هیدروکربنی به mg.l1 15.5 گردید که این نتایج نشان‌دهنده قابلیت استفاده از این سطوح در فرآیندهای تصفیه پساب و همچنین، حذف لکه‌های نفتی است

Fabrication of SuperhydrophilicSuperoleophobic ZnO Surface to Separate Hydrocarbonic Contamination from Wastewater of Shahid Hasheminejad Gas Processing Company

Decrease in the amount of oil content and total petroleum hydrocarbons (TPH) in the wastewater of petrochemical plants and oil refinery to environmental discharge standard level has been one of the most critical challenges in recent years, requiring new scientific ideas and techniques. In this study, the superhydrophilic ZnO surface was fabricated using a facile and inexpensive coating method on the stainless steel mesh. The prepared surface was characterized using the FESEM, XRD and Raman analyses. The wettability property of the zinc oxide surface was evaluated via the water contact angle and contact angle hysteresis measurements. The FESEM micrograph results show that the coated hierarchical ZnO structure includes two layers of vertically aligned nanorods bottom arrays with a diameter of less than 50 nm and flowerlike microstructures at the top composed of ZnO needles with the tip diameter approximately 100 nm. The fabricated surface exhibits superhydrophilcsuperoleophobic property with the water contact angle ~ 0° in the air and 161 ± 3° underwater, respectively. This surface also displays excellent performance to separate hydrocarbonic contaminations from wastewater of Shahid Hasheminejad Gas Processing Company with the separation efficiency and permeate water flux of more than 99.9% and 5800 L m2 h1, respectively. The average total oil concentration in the effluent sample was significantly reduced from 5000 mg.L1 to 17.3 mg.L1. Moreover, the TPH concentration was decreased to 15.5 ppm in the treated effluent. These results show out the great potential of the superhydrophilic ZnO surface for wastewater treatment and offshore oil spills.