Показать меню
11 ноя 10:16Политика

Предложено новое эффективное средство для борьбы с разливами нефти

Предложено новое эффективное средство для борьбы с разливами нефти

Разливы нефти и продуктов ее переработки крайне опасны для морских обитателей: они приводят к гибели рыб, птиц и водных млекопитающих. Удалить нефтяные пленки можно с помощью особых веществ, растворяющих маслоподобные соединения. Химики из Губкинского университета с коллегами из Мэрилендского университета описали поведение перспективного для этих целей вещества — бутоксиэтанола — при взаимодействии с водой и толуолом, а также сравнили его с «идеальным» аналогом — третичным бутанолом. Оказалось, что бутоксиэтанол эффективнее растворяет масло в воде и при этом еще менее летуч. Результаты исследования, поддержанного грантом Президентской программы Российского научного фонда (РНФ), опубликованы в журналах Journal of Molecular Liquids и Data in Brief. Кратко о них рассказала пресс-служба РНФ.

Большинство жидкостей, с которыми человек встречается в быту, можно условно разделить на две категории: вода и подобные ей полярные соединения, молекулы которых связаны сеткой водородных связей, и «масло» — неполярные, в которых молекулы взаимодействуют друг с другом за счет более слабых сил Ван-дер-Ваальса.

Если попытаться смешать воду и масло, то будет наблюдаться расслоение, как, например, в тарелке супа с каплями жира или на поверхности воды с пятном нефти. Однако расслоение можно предотвратить, если добавить амфифильные соединения. Их молекулы имеют две части — полярную, которая взаимодействует с водой, и неполярную, контактирующую с маслом. Если неполярная часть относительно большая, вещество будет создавать вокруг масла замкнутые шарообразные частицы, и таким образом «прятать» его от воды. По такому принципу работают все поверхностно-активные вещества, например входящие в состав моющих средств. Если неполярная часть амфифильной молекулы сравнительно небольшая, то такое соединение, называемое гидротропом, растворит неполярное вещество в воде. Чтобы удалить нефтяные разливы, необходимо, чтобы масляная пленка распалась на отдельные капли и частично растворилась в воде. Поэтому для такой цели используют средства на основе поверхностно-активных веществ, в том числе и гидротропов.

Самый известный гидротроп — третичный бутиловый спирт, или трет-бутанол. Он считается «идеальным» среди подобных соединений благодаря тому, что при добавлении в смесь воды и модельного масла (октана), его молекулы оказываются на границе двух жидкостей, занимая равные объемы в каждой из них. Поэтому поведение других гидротропов удобно сравнивать именно с трет-бутанолом. Ученые исследовали поведение бутоксиэтанола в системах с водой и толуолом. Это соединение, в отличие от трет-бутанола, более гидрофобно — на границе раздела воды и масла оно занимает больший объем со стороны неполярной среды.

Сначала исследователи, добавляя бутоксиэтанол к смесям воды и толуола («масло») в разных соотношениях, определили, при каких концентрациях бутоксиэтанола пропадает расслоение между водой и маслом. Если сравнивать значения этих концентраций с более ранними экспериментами для трет-бутанола, то можно заключить, что бутоксиэтанола нужно меньше, а потому он более эффективно растворяет толуол в смеси с водой.

Затем ученые измерили вязкость равновесных жидких фаз. При отсутствии бутоксиэтанола или при его низком содержании вязкость водной фазы существенно превышала вязкость масляной. По мере добавления бутоксиэтанола вязкость органического компонента возрастала значительно быстрее, чем у водного, что авторы интерпретировали как эффект, связанный с тем, что в масляной фазе начинают формироваться водородные связи между молекулами бутоксиэтанола и воды.

«Бутоксиэтанол будет хорошим реагентом для разработки новых средств для удаления нефтяных разливов. Он менее летуч, чем бутанол, а также лучше снижает натяжение жидкостей на границе "вода-масло", благодаря чему помогает им смешиваться. Но оба эти соединения имеют общий недостаток — они токсичны. Снизить токсичность можно, поместив реагенты на пористый носитель. Эту технологию мы недавно запатентовали. В дальнейшем планируем исследовать другие "неидеальные" гидротропы, например, изопропиловый спирт», — рассказывает руководитель проекта по гранту РНФ Андрей Новиков, кандидат химических наук, доцент кафедры физической и коллоидной химии Губкинского университета.

По материалам: polit
Добавить комментарий
Ваше Имя:
Ваш E-Mail:
Введите два слова, показанных на изображении: *
Лента новостей
Крепком – крупнейший магазин по продаже крепежных и такелажных изделий16:12Самые древние образцы заваренного чая датируются V веком до нашей эры15:16Своевременное лечение способно предотвратить аллергию на арахис у детей12:48Еще на одном спутнике Сатурна заподозрили наличие подледного океана14:32Устойчивые к антибиотикам бактерии признаны основной причиной смерти в мире12:16Ряд отечественных сортов картофеля оказался устойчив к опасному вредителю16:32Метизы оптом от компании Машкрепеж16:15Ученые впервые выяснили 3D-структуру Т-клеточного рецептора человека с фрагментом коронавируса12:48В галактике OJ 287 подтверждено существование двойной системы сверхмассивных черных дыр10:32Активные ядра галактик подсвечивают облака межзвездного газа на расстоянии в сотни световых лет14:48Две трети побочных эффектов вакцинации от коронавируса имеют психологическую природу12:32Древний христианский храм в Турции украшает мозаика с павлинами13:48Энтомолог выяснил, где останавливаются на отдых перелетные пчелы11:00Три гробницы с настенными росписями обнаружены в Китае16:00Во время космического полета у человека разрушается больше эритроцитов, чем обычно13:32Повышенное потребление оливкового масла снижает риск смерти от целого ряда болезней15:00Палеонтологи получили доказательство, что панголины жили в плейстоценовой Европе14:00Новый сорт лука не будет вызывать слезы при нарезке10:16