Sinh viên Bách khoa chế tạo vật liệu thu dầu tràn từ vỏ sầu riêng

19:09 | 14/08/2022

|
(PetroTimes) - Nhóm sinh viên Trường Đại học Bách khoa Hà Nội đã chế tạo vật liệu aerogel từ cellulose của vỏ quả sầu riêng dùng để tách và thu hồi dầu tràn.

Nhóm sinh viên gồm Ngô Thị Nhung, Vũ Thị Xuân và Đinh Hoàng Trang Nhung, Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường, ĐH bách khoa Hà Nội đã chế tạo aerogel - loại vật liệu siêu nhẹ từ vỏ quả sầu riêng. Nhờ có tính kỵ nước và khả năng hấp phụ dầu, vật liệu được đánh giá có tiềm năng ứng dụng trong khắc phục sự cố tràn dầu.

Sinh viên Bách khoa chế tạo vật liệu thu dầu tràn từ vỏ sầu riêng
Sinh viên Đinh Hoàng Trang Nhung

Sinh viên Đinh Hoàng Trang Nhung - đại diện nhóm cho biết, hiện nay các vật liệu hấp phụ vô cơ và tổng hợp (ví dụ polypropylene) thường được sử dụng trong thu hồi dầu loang, nhưng sẽ sinh ra nguồn chất thải thứ cấp khó phân hủy sinh học. Điều này thúc đẩy nhóm nghiên cứu về loại vật liệu hấp phụ dầu có khả năng phân hủy sinh học tốt hơn.

Nhóm tìm hiểu thấy vỏ sầu riêng chứa tới 60% thành phần là cellulose, loại polyme thiên nhiên có nhiều ứng dụng thực tế. Ở lớp vỏ chiếm tới 70-80% khối lượng quả dẫn tới lượng vỏ sầu riêng thải bỏ rất lớn, phải chôn lấp hoặc đốt. Từ thực tế này nhóm có ý tưởng tận thu cellulose trong vỏ sầu riêng để xử lý vỏ theo một phương pháp khác, đồng thời, biến phụ phẩm nông nghiệp này thành sản phẩm có tiềm năng ứng dụng thực tế.

Sinh viên Bách khoa chế tạo vật liệu thu dầu tràn từ vỏ sầu riêng

Nghiên cứu được nhóm thực hiện trong khoảng 2 tháng. Vỏ sầu riêng được thu hồi, tiền xử lý, thực nghiệm hấp phụ dầu và nghiên cứu chọn thiết bị thử nghiệm.

Theo đó mô hình thiết bị tách và thu hồi dầu được lên ý tưởng từ nhu cầu cơ giới hóa trong quá trình thu hồi dầu tràn trên đại dương, sử dụng vật liệu aerogel làm vật liệu hấp phụ. Thiết bị gồm các trục quay, lưới chứa vật liệu aerogel và thùng chứa. Khi trục chính quay, tấm lưới chứa vật liệu sẽ chuyển động và aerogel hấp phụ dầu trên mặt nước. Khi tấm vật liệu không hấp phụ thêm được nữa sẽ được tháo rời và đem đi ép cơ học để thu hồi dầu.

Chia sẻ về nguyên lý, thành viên nhóm Ngô Thị Nhung cho biết, khi sự cố tràn dầu xảy ra, khu vực dầu tràn sẽ được rào lại, thu hẹp phạm vi vết dầu loang. Lớp dầu trên bề mặt sẽ được hút vào thiết bị. Dầu sẽ được tách ra khỏi mặt nước và thu hồi lại bằng vật liệu hấp phụ aerogel.

Nhóm đã thực hiện khảo sát dung lượng hấp phụ đối với 2 loại dầu máy thải và dầu diesel. Kết quả cho thấy, vật liệu có dung lượng hấp phụ cao hơn so với vật liệu thương mại và một số vật liệu aerogel từ các loại phụ phẩm nông nghiệp khác ở các nghiên cứu trước. Cụ thể, 1 gram vật liệu có khả năng hấp phụ tới 42 gram dầu thải hay 34 gram dầu diesel, có khả năng thay thế vật liệu thương mại kém thân thiện với môi trường. Các thí nghiệm cũng cho thấy vật liệu sau khi hoàn thiện (sau phủ lớp Trimethoxy Methyl Silane - MTMS) có tính kỵ nước và ưa dầu giúp tăng hiệu quả tách dầu khỏi bề mặt nước.

Sinh viên Bách khoa chế tạo vật liệu thu dầu tràn từ vỏ sầu riêng

Hiện vật liệu được chế tạo ở dạng các viên có kích thước nhỏ để thử nghiệm ở quy mô phòng thí nghiệm và mô hình vẫn đang trong quá trình thử nghiệm các điều kiện vận hành. Nhưng khi ứng dụng trong thiết bị tách và thu hồi dầu thực tế, nhóm nghiên cứu sẽ chế tạo vật liệu ở dạng tấm bản to. Thời gian tới, nhóm dự định kết hợp với nhóm cơ khí để có góc nhìn sâu hơn về thiết bị.

Theo PGS.TS Đoàn Thị Thái Yên (Viện Khoa học và Công nghệ môi trường, Đại học Bách Khoa Hà Nội) thì nghiên cứu thể hiện những tìm tòi và sáng tạo độc đáo. Vật liệu aerogel đang được nhiều nhà khoa học trong và ngoài nước quan tâm khai thác, đặc biệt là tạo aerogel từ các vật liệu phế thải thành vật liệu thân thiện môi trường, từ đó giảm chi phí và khai phá các tiềm năng đa dạng của loại vật liệu này. Từ góc độ nghiên cứu khoa học thì kết quả của nghiên cứu này đã có nhiều tiến bộ so với các nghiên cứu vật liệu trước đó như rơm rạ, bã mía… Tuy nhiên, để tiến tới thương mại hóa, theo PGS. TS Đoàn Thị Thái Yên nghiên cứu cần nhiều đánh giá, thử nghiệm và hoàn thiện thêm.

N.H

Khánh Hòa thực hành cứu hộ cứu nạn và ứng phó sự cố tràn dầuKhánh Hòa thực hành cứu hộ cứu nạn và ứng phó sự cố tràn dầu
Cách người Nga xử lý sự cố tràn dầu trên biểnCách người Nga xử lý sự cố tràn dầu trên biển
Vận dụng kĩ năng ứng phó sự cố tràn dầuVận dụng kĩ năng ứng phó sự cố tràn dầu

  • vietinbank