น้ำมัน

ห้องปฏิบัติการข้าวของวิศวกรเคมี Sibani Lisa Biswal ได้สร้างสารประกอบแม่เหล็กระดับนาโนที่แยกหยดน้ำมันดิบออกจากน้ำที่ผลิตได้อย่างมีประสิทธิภาพ ซึ่งพิสูจน์แล้วว่ายากต่อการกำจัดด้วยวิธีการในปัจจุบัน งานวิจัยนี้มีรายละเอียดอยู่ในบทความในวารสาร Royal Society of Chemistry Environmental Science: Water Research & Technology น้ำที่ผลิตได้มาจากหลุมผลิตพร้อมกับน้ำมัน มักประกอบด้วยสารเคมีและสารลดแรงตึงผิวที่สูบเข้าไปในอ่างเก็บน้ำเพื่อดันน้ำมันขึ้นสู่ผิวดินจากรูพรุนหรือรอยร้าวเล็กๆ ที่อยู่ลึกลงไปใต้ดิน ทั้งที่เป็นธรรมชาติหรือแตกร้าว ภายใต้ความกดดันและการมีอยู่ของสารลดแรงตึงผิวที่เป็นสบู่ น้ำมันและน้ำบางส่วนจะก่อตัวเป็นอิมัลชันที่เสถียรซึ่งเกาะติดกันตลอดทางจนถึงพื้นผิว แม้ว่าวิธีการต่างๆ ที่มีอยู่จะแยกน้ำมันส่วนใหญ่ออกจากขั้นตอนการผลิต วิศวกรของ Shell Global Solutions ซึ่งสนับสนุนโครงการนี้บอกกับ Biswal และทีมงานของเธอว่า น้ำมัน 5 เปอร์เซ็นต์สุดท้ายมีแนวโน้มที่จะยังคงเป็นอิมัลชันอย่างดื้อรั้นโดยมีโอกาสน้อยที่จะกู้คืนได้ Biswal รองศาสตราจารย์ด้านวิศวกรรมเคมีและชีวโมเลกุลและวัสดุศาสตร์กล่าวว่า "สารเคมีที่ฉีดเข้าไปและสารลดแรงตึงผิวตามธรรมชาติในน้ำมันดิบมักจะทำให้ส่วนต่อประสานระหว่างน้ำมันกับน้ำมีความเสถียรทางเคมี ทำให้เกิดหยดน้ำมันหยดเล็กๆ ในน้ำ ซึ่งยากต่อการแตกตัว" และวิศวกรรมนาโน ประสบการณ์ของห้องปฏิบัติการ Rice เกี่ยวกับอนุภาคแม่เหล็กและความเชี่ยวชาญด้านเอมีน เอื้อเฟื้อโดยอดีตนักวิจัยหลังปริญญาเอกและผู้เขียนนำ Qing Wang นำไปสู่การผสมผสานเทคนิคต่างๆ นักวิจัยได้เพิ่มเอมีนลงในอนุภาคนาโนของเหล็กแม่เหล็ก เอมีนมีประจุบวกที่ช่วยให้อนุภาคนาโนสามารถค้นหาหยดน้ำมันที่มีประจุลบได้ อนุภาคนาโนจะจับกับน้ำมัน จากนั้นแม่เหล็กจะสามารถดึงหยดและอนุภาคนาโนออกจากสารละลายได้ Biswal กล่าวว่า "บ่อยครั้งที่การออกแบบอนุภาคนาโนนั้นไม่ง่ายที่จะรวมตัวกับความเค็มสูงที่มักพบในของเหลวในอ่างเก็บน้ำ แต่สิ่งเหล่านี้ค่อนข้างเสถียรในน้ำที่ผลิตได้" อนุภาคนาโนที่ได้รับการปรับปรุงได้รับการทดสอบบนอิมัลชันที่ทำในห้องปฏิบัติการด้วยน้ำมันจำลองและน้ำมันดิบ ในทั้งสองกรณี นักวิจัยใส่อนุภาคนาโนเข้าไปในอิมัลชัน ซึ่งเพียงแค่เขย่าด้วยมือและเครื่องจักรเพื่อทำลายพันธะของน้ำมันกับน้ำ และสร้างพันธะของน้ำมันกับอนุภาคนาโนภายในไม่กี่นาที น้ำมันบางส่วนลอยขึ้นด้านบน ขณะที่วางหลอดทดลองบนแม่เหล็กดึงท่อนาโนที่ผสมลงไปด้านล่าง เหลือน้ำใสอยู่ระหว่างกลาง เหนือสิ่งอื่นใด Biswal กล่าวว่าอนุภาคนาโนสามารถล้างด้วยตัวทำละลายและนำกลับมาใช้ใหม่ได้ ในขณะที่นำน้ำมันกลับมาใช้ใหม่ได้ นักวิจัยได้ให้รายละเอียดรอบการปล่อยประจุที่ประสบความสำเร็จ 6 รอบของสารประกอบของพวกเขา และสงสัยว่ามันจะยังคงมีประสิทธิภาพต่อไปอีกหลายๆ รอบ เธอกล่าวว่าห้องปฏิบัติการของเธอกำลังออกแบบเครื่องปฏิกรณ์แบบไหลผ่านเพื่อแปรรูปน้ำที่ผลิตได้ในจำนวนมากและรีไซเคิลอนุภาคนาโนโดยอัตโนมัติ นั่นจะเป็นประโยชน์สำหรับอุตสาหกรรมและสำหรับไซต์ต่างๆ เช่น แท่นขุดเจาะน้ำมันนอกชายฝั่ง ที่ซึ่งน้ำที่ผ่านการบำบัดแล้วสามารถกลับสู่มหาสมุทรได้