Nghiên cứu tổng hợp và đánh giá vật liệu siêu xốp ứng dụng xử lý dầu tràn dựa trên cellulose tự nhiên trích ly từ giấy in thải
Keywords:
Aerogel, cellulose tự nhiên, xử lý dầu tràn, hoàn lưu dung môi
Tóm tắt
Vật liệu aero-cellulose ưa dầu kỵ nước (độ xốp > 90%, độ nổi tuyệt đối) được tổng hợp thành công từ sợi cellulose trích ly (độ tinh khiết 95%) từ nguồn giấy in thải. Phương pháp hoàn lưu dung môi được áp dụng giúp giảm thời gian và tăng hiệu quả biến tính cả về mặt kỹ thuật và kinh tế. Vật liệu sau biến tính có góc thấm ướt trung bình cao hơn 120o và độ ưa nước gần bằng 0 trong xử lý hút dầu từ hỗn hợp dầu - nước. Mỗi gam vật liệu sau 3 giờ hoàn lưu dung môi ETMS có thể thu hồi từ 30 - 45g dầu không lẫn nước và có thể tái sử dụng nhiều lần.
Các tài liệu tham khảo
1. Syed Sabir. Approach of cost-effective adsorbents for oil removal from oily water. Critical Reviews in Environmental Science and Technology. 2015; 45(17): p. 1916 - 1945.
2. Suhas, VK.Gupta, PJM.Carrott, Randhir Singh, Monika Chaudhary, Sarita Kushwaha. Cellulose: A review as natural, modified and activated carbon adsorbent. Bioresource Technology. 2016; 216: p. 1066 - 1076.
3. Ola Abdelwahab, Samir M.Nasr, Walaa M.Thabet. Palm fibers and modified palm fibers adsorbents for different oils. Alexandria Engineering Journal. 2017; 56(4): p. 749 - 755.
4. Dan Li, Fu Zhen Zhu, Jing Yi Li, Ping Na, Na Wang. Preparation and characterization of cellulose fibers from corn straw as natural oil sorbents. Industrial & Engineering Chemistry Research. 2103; 52(1): p. 516 - 524.
5. Đào Trọng Hiền, Ngô Quốc Bưu, Huỳnh Thị Hà, Nguyễn Hoài Châu. Nghiên cứu điều chế vật liệu dialdehyt xenlulo bằng phương pháp oxy hóa periodat và các tính chất cơ lí của nó. Tạp chí Khoa học và Công nghệ. 2011; 49(1): p. 63 - 72.
6. Nguyễn Châu Giang. Nghiên cứu chế tạo vi sợi xenlulo từ cây luồng và ứng dụng trong vật liệu composit. Luận án Tiến sĩ Kỹ thuật hóa học. Trường Đại học Bách khoa Hà Nội. 2012.
7. Zhanying Li, Lin Shao, Wenbin Hu, Tingting Zheng, Lingbin Lu, Yang Cao, Yongjun Chen. Excellent reusable chitosan/cellulose aerogel as an oil and organic solvent absorbent. Carbohydrate Polymers. 2018; 191: p. 183 - 190.
8. Runjun Lin, Ang Li, Tingting Zheng, Lingbin Lu, Yang Cao. Hydrophobic and flexible cellulose aerogel as an efficient, green and reusable oil sorbent. RSC Advances. 2015; 5: p. 82027 - 82033.
9. Son T.Nguyen, Jingduo Feng, Nhat T.Le, Ai T.T.Le, Nguyen Hoang, Vincent B.C.Tan, Hai M.Duong. Cellulose aerogel from paper waste for crude oil spill cleaning. Industrial & Engineering Chemistry Research. 2013; 52(51): p. 18386 - 18391.
10. Hoàng Thị Phương. Nghiên cứu tổng hợp và biến tính vật liệu nanosilica ứng dụng cho quá trình thu hồi dầu. Luận án Tiến sĩ Kỹ thuật hóa học. Đại học Bách khoa Hà Nội. 2018.
11. EN ISO 13906 (AOAC 973.18). Analysis of acid detergent fibre (ADF) and lignin (ADL) in feed.
12. EN ISO 16472 (AOAC 2002.04). Analysis of neutral detergent fiber (NDF) in feed.
13. A.Sluiter, B.Hames, R.Ruiz, C.Scarlata, J.Sluiter, D.Templeton. Determination of ash in biomass: Laboratory analytical procedure (LAP). Technical Report National Renewable Energy Laboratory/TP-510-42622. 2008.
14. Test Method T222 om-02 (R2011). Acid-insoluble lignin in wood and pulp. Technical Association of the Pulp and Paper Industry. 2011.
15. ASTM D-3906-03(2013). Standard test method for determination of relative X-ray diffraction intensities of faujasite-type zeolite-containing materials.
16. ASTM F 726-06. Standard test method for sorbent performance of adsorbents.
17. ASTM D1141 - 98(2013). Standard practice for the preparation of substitute ocean water.
18. ASTM D 6304-04. Standard test method for determination of water in petroleum products, lubricating oils, and additives by coulometric karl fischer titration.
19. Dieter Klemm, Brigitte Heublein, Hans-Peter Fink, Andreas Bohn. Cellulose: fascinating biopolymer and sustainable raw material. Angewandle Chemie International Edition. 2005; 44(22): p. 3358 - 3393.
20. Yasuhiro Takahashi, Hideki Matsunaga. Crystal structure of native cellulose. Macromolecules. 1991; 24(13): p. 3968 - 3969.
21. Noriko Hayashi, Junji Sugiyama, Takeshi Okano, Mitsuro Ishihara. Selective degradation of the cellulose Iαcomponent in Cladophora cellulose with Trichoderma viride cellulase. Carbohydrate Research. 1998; 305(1): p. 109 - 116.
22. Haiping Yang, Rong Yan, Hanping Chen, Dong Ho Lee, Chuguang Zheng. Characteristics of hemicellulose, cellulose and lignin pyrolysis. Fuel. 2007; 86(12-13): p. 1781 - 1788.
23. Eduardo Robles, Iñaki Urruzola, Jalel Labidi, Luis Serrano. Surface-modified nano-cellulose as reinforcement in poly (lactic acid) to conform new composites. Industrial Crops and Products. 2015; 71: p. 44 - 53.
24. Weixia Qing, Yong Wang, Youyou Wang, Dongbao Zhao, Xiuhua Liu, Jinhua Zhua. The modified nanocrystalline cellulose for hydrophobic drug delivery. Applied Surface Science. 2016; 366: p. 404 - 409.
25. Jingquan Han, Chengjun Zhou, Yiqiang Wu, Fangyang Liu, Qinglin Wu. Self-Assembling behavior
of cellulose nanoparticles during freeze drying: Effect of suspension concentration, particle size, crystal structure, and surface charge. Biomacromolecules. 2013; 14(5): p. 1529 - 1540.
26. Hanieh Kargarzadeh, Rasha M. Sheltami, Ishak Ahmad, Ibrahim Abdullah, Alain Dufresne. Cellulose nanocrystal: A promising toughening agent for unsaturated polyester nanocomposite. Polymer. 2015; 56: p. 346 - 357.
27. Hanieh Kargarzadeh, Ishak Ahmad, Ibrahim Abdullah, Alain Dufresne, Siti Yasmine Zainudin, Rasha M.Sheltami. Effects of hydrolysis conditions on the morphology, crystallinity, and thermal stability of cellulose nanocrystals extracted from kenaf bast fibers. Cellulose. 2012; 19(3): p. 855 - 866.
28. Rosica Mincheva, Latifah Jasmani, Thomas Josse, Yoann Paint, Jena-Marie Raquez, Pascal Gerbaux, Samuel Eyley, Wim Thielemans, Philippe Dubois. Binary mixed homopolymer brushes tethered to cellulose nanocrystals: a step towards compatibilized polyester blends. Biomacromolecules. 2016; 17(9): p. 3048 - 3059.
29. Daniele Oliveira Castro, Julien Bras, Alessandro Gandini, Naceur Belgacem. Surface grafting of cellulose nanocrystals with natural antimicrobial rosin mixture using a green process. Carbohydrate Polymers. 2016; 137: p. 1 - 8.
30. Daniel Loof, Matthias Hiller, Hartmut Oschkinat, Katharina Koschek. Quantitative and qualitative analysis of surface modified cellulose utilizing TGA-MS. Materials. 2016; 9(6).
31. Juan Rubio, Maria Alejandra Mazo, Araceli MártinIlana, Aitana Tamayo. FT-IR study of the hydrolysis and condensation of 3-(2-amino-ethylamino)propyl-trimethoxy silane. Boletín de la Sociedad Española de Cerámica y Vidrio. 2018; (57): p. 160 - 168.
2. Suhas, VK.Gupta, PJM.Carrott, Randhir Singh, Monika Chaudhary, Sarita Kushwaha. Cellulose: A review as natural, modified and activated carbon adsorbent. Bioresource Technology. 2016; 216: p. 1066 - 1076.
3. Ola Abdelwahab, Samir M.Nasr, Walaa M.Thabet. Palm fibers and modified palm fibers adsorbents for different oils. Alexandria Engineering Journal. 2017; 56(4): p. 749 - 755.
4. Dan Li, Fu Zhen Zhu, Jing Yi Li, Ping Na, Na Wang. Preparation and characterization of cellulose fibers from corn straw as natural oil sorbents. Industrial & Engineering Chemistry Research. 2103; 52(1): p. 516 - 524.
5. Đào Trọng Hiền, Ngô Quốc Bưu, Huỳnh Thị Hà, Nguyễn Hoài Châu. Nghiên cứu điều chế vật liệu dialdehyt xenlulo bằng phương pháp oxy hóa periodat và các tính chất cơ lí của nó. Tạp chí Khoa học và Công nghệ. 2011; 49(1): p. 63 - 72.
6. Nguyễn Châu Giang. Nghiên cứu chế tạo vi sợi xenlulo từ cây luồng và ứng dụng trong vật liệu composit. Luận án Tiến sĩ Kỹ thuật hóa học. Trường Đại học Bách khoa Hà Nội. 2012.
7. Zhanying Li, Lin Shao, Wenbin Hu, Tingting Zheng, Lingbin Lu, Yang Cao, Yongjun Chen. Excellent reusable chitosan/cellulose aerogel as an oil and organic solvent absorbent. Carbohydrate Polymers. 2018; 191: p. 183 - 190.
8. Runjun Lin, Ang Li, Tingting Zheng, Lingbin Lu, Yang Cao. Hydrophobic and flexible cellulose aerogel as an efficient, green and reusable oil sorbent. RSC Advances. 2015; 5: p. 82027 - 82033.
9. Son T.Nguyen, Jingduo Feng, Nhat T.Le, Ai T.T.Le, Nguyen Hoang, Vincent B.C.Tan, Hai M.Duong. Cellulose aerogel from paper waste for crude oil spill cleaning. Industrial & Engineering Chemistry Research. 2013; 52(51): p. 18386 - 18391.
10. Hoàng Thị Phương. Nghiên cứu tổng hợp và biến tính vật liệu nanosilica ứng dụng cho quá trình thu hồi dầu. Luận án Tiến sĩ Kỹ thuật hóa học. Đại học Bách khoa Hà Nội. 2018.
11. EN ISO 13906 (AOAC 973.18). Analysis of acid detergent fibre (ADF) and lignin (ADL) in feed.
12. EN ISO 16472 (AOAC 2002.04). Analysis of neutral detergent fiber (NDF) in feed.
13. A.Sluiter, B.Hames, R.Ruiz, C.Scarlata, J.Sluiter, D.Templeton. Determination of ash in biomass: Laboratory analytical procedure (LAP). Technical Report National Renewable Energy Laboratory/TP-510-42622. 2008.
14. Test Method T222 om-02 (R2011). Acid-insoluble lignin in wood and pulp. Technical Association of the Pulp and Paper Industry. 2011.
15. ASTM D-3906-03(2013). Standard test method for determination of relative X-ray diffraction intensities of faujasite-type zeolite-containing materials.
16. ASTM F 726-06. Standard test method for sorbent performance of adsorbents.
17. ASTM D1141 - 98(2013). Standard practice for the preparation of substitute ocean water.
18. ASTM D 6304-04. Standard test method for determination of water in petroleum products, lubricating oils, and additives by coulometric karl fischer titration.
19. Dieter Klemm, Brigitte Heublein, Hans-Peter Fink, Andreas Bohn. Cellulose: fascinating biopolymer and sustainable raw material. Angewandle Chemie International Edition. 2005; 44(22): p. 3358 - 3393.
20. Yasuhiro Takahashi, Hideki Matsunaga. Crystal structure of native cellulose. Macromolecules. 1991; 24(13): p. 3968 - 3969.
21. Noriko Hayashi, Junji Sugiyama, Takeshi Okano, Mitsuro Ishihara. Selective degradation of the cellulose Iαcomponent in Cladophora cellulose with Trichoderma viride cellulase. Carbohydrate Research. 1998; 305(1): p. 109 - 116.
22. Haiping Yang, Rong Yan, Hanping Chen, Dong Ho Lee, Chuguang Zheng. Characteristics of hemicellulose, cellulose and lignin pyrolysis. Fuel. 2007; 86(12-13): p. 1781 - 1788.
23. Eduardo Robles, Iñaki Urruzola, Jalel Labidi, Luis Serrano. Surface-modified nano-cellulose as reinforcement in poly (lactic acid) to conform new composites. Industrial Crops and Products. 2015; 71: p. 44 - 53.
24. Weixia Qing, Yong Wang, Youyou Wang, Dongbao Zhao, Xiuhua Liu, Jinhua Zhua. The modified nanocrystalline cellulose for hydrophobic drug delivery. Applied Surface Science. 2016; 366: p. 404 - 409.
25. Jingquan Han, Chengjun Zhou, Yiqiang Wu, Fangyang Liu, Qinglin Wu. Self-Assembling behavior
of cellulose nanoparticles during freeze drying: Effect of suspension concentration, particle size, crystal structure, and surface charge. Biomacromolecules. 2013; 14(5): p. 1529 - 1540.
26. Hanieh Kargarzadeh, Rasha M. Sheltami, Ishak Ahmad, Ibrahim Abdullah, Alain Dufresne. Cellulose nanocrystal: A promising toughening agent for unsaturated polyester nanocomposite. Polymer. 2015; 56: p. 346 - 357.
27. Hanieh Kargarzadeh, Ishak Ahmad, Ibrahim Abdullah, Alain Dufresne, Siti Yasmine Zainudin, Rasha M.Sheltami. Effects of hydrolysis conditions on the morphology, crystallinity, and thermal stability of cellulose nanocrystals extracted from kenaf bast fibers. Cellulose. 2012; 19(3): p. 855 - 866.
28. Rosica Mincheva, Latifah Jasmani, Thomas Josse, Yoann Paint, Jena-Marie Raquez, Pascal Gerbaux, Samuel Eyley, Wim Thielemans, Philippe Dubois. Binary mixed homopolymer brushes tethered to cellulose nanocrystals: a step towards compatibilized polyester blends. Biomacromolecules. 2016; 17(9): p. 3048 - 3059.
29. Daniele Oliveira Castro, Julien Bras, Alessandro Gandini, Naceur Belgacem. Surface grafting of cellulose nanocrystals with natural antimicrobial rosin mixture using a green process. Carbohydrate Polymers. 2016; 137: p. 1 - 8.
30. Daniel Loof, Matthias Hiller, Hartmut Oschkinat, Katharina Koschek. Quantitative and qualitative analysis of surface modified cellulose utilizing TGA-MS. Materials. 2016; 9(6).
31. Juan Rubio, Maria Alejandra Mazo, Araceli MártinIlana, Aitana Tamayo. FT-IR study of the hydrolysis and condensation of 3-(2-amino-ethylamino)propyl-trimethoxy silane. Boletín de la Sociedad Española de Cerámica y Vidrio. 2018; (57): p. 160 - 168.
Đã đăng
2019-03-29
How to Cite
Võ Nguyễn Xuân Phương, Lương Ngọc Thủy, Lê Phúc Nguyên, & Nguyễn Hữu Lương. (2019). Nghiên cứu tổng hợp và đánh giá vật liệu siêu xốp ứng dụng xử lý dầu tràn dựa trên cellulose tự nhiên trích ly từ giấy in thải. Tạp Chí Dầu Khí, 3, 52-61. https://doi.org/10.25073/petrovietnam journal.v3i0.248
Số tạp chí
Chuyên mục
Bài báo khoa học
1. Tác giả giao bản quyền bài viết (tác phẩm) cho Tạp chí Dầu khí, bao gồm quyền xuất bản, tái bản, bán và phân phối toàn bộ hoặc một phần tác phẩm trong các ấn bản điện tử và in của Tạp chí Dầu khí.
2. Bằng cách chuyển nhượng bản quyền này cho Tạp chí Dầu khí, việc sao chép, đăng hoặc sử dụng một phần hay toàn bộ tác phẩm nào của Tạp chí Dầu khí trên bất kỳ phương tiện nào phải trích dẫn đầy đủ, phù hợp về hình thức và nội dung như sau: tiêu đề của bài viết, tên tác giả, tên tạp chí, tập, số, năm, chủ sở hữu bản quyền theo quy định, số DOI. Liên kết đến bài viết cuối cùng được công bố trên trang web của Tạp chí Dầu khí được khuyến khích.
