المستقبل ، قد يكون من الممكن استخدام المغناطيس لتنظيف انسكاب النفط من أسطح المحيطات. طور فريق بحث متعدد التخصصات في جامعة فريدريش-ألكسندر-نورنبرغ (FAU) برئاسة البروفيسور الدكتور ماركوس هاليك جسيمات نانوية وظيفية لأكسيد الحديد يمكنها جذب أي نوع من الهيدروكربون. يمكن بعد ذلك إزالة الجسيمات المغناطيسية وقذائفها من الماء بطريقة بسيطة نسبيًا وصديقة للبيئة ويمكن إعادة استخدامها بعد الغسيل.
نشر الباحثون دراستهم الآن في مجلة Advanced Functional Materials في هذه الدراسة ، يصفون كيفية استخدام الطبقات الأحادية المجمعة ذاتيًا لتعديل جزيئات أكسيد الحديد النانوية الوظيفية لامتصاص الهيدروكربونات فقط. تشمل هذه المجموعة من المواد الكيميائية المركبات الخفيفة مثل الألكانات والعطريات وكذلك النفط الخام والبنزين والديزل. هذه الجزيئات الهيدروكربونية تحيط بجزيئات دقيقة جدًا ، تعمل مثل المواد الماصة ، وتمتص ما يصل إلى 14 ضعف حجم نواة الجسيمات. يُظهر مقطع فيديو على موقع الباحثين كيف أن تطبيق مسحوق أكسيد الحديد على الزيت السائل يحولها على الفور إلى مادة يمكن إزالتها بمغناطيس. أكسيد الحديد مادة مغناطيسية بطبيعتها.
بالإضافة إلى إمكانية إعادة الاستخدام المتعددة لمادة المصدر ، فإن نسبة السطح إلى الحجم الكبيرة التي تقدمها الجسيمات النانوية والنسبة المفضلة لكمية الهيدروكربونات المراد امتصاصها كلها تساهم في الكفاءة العالية للغاية للعملية. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن تنظيف المياه من الزيوت والمنتجات البترولية تمامًا. من ناحية أخرى ، تنتج الطرق التقليدية مشتتات أو مخاليط من المواد التي تسمح للبكتيريا بهضم الهيدروكربونات بسهولة ، ولكنها تبقى في مياه البحر حتى اكتمال العملية.
تستخدم التقنية المغناطيسية في بعض حالات تنظيف النفط، حيث يتم استخدام المغناطيسية لجذب الشوائب والجسيمات المعدنية من النفط وترسيبها في المرشحات المغناطيسية.
في هذه العملية، يتم تمرير النفط عبر مرشحات مغناطيسية قوية، والتي تعمل على جذب الشوائب المعدنية والجسيمات الأخرى، مثل الحجارة والرمال، إلى السطح الخارجي للمرشحات. وبما أن المغناطيسية تجذب المواد المعدنية، فإن هذه المواد تترسب بشكل فعال في المرشحات المغناطيسية، مما يساعد على تنظيف النفط.
يتم استخدام هذه التقنية في بعض الصناعات، مثل صناعة النفط والغاز وصناعة المعادن، وتستخدم أيضًا في تنظيف المياه وفصل المعادن من الخامات. وبما أن هذه الطريقة تعتمد على الجذب المغناطيسي، فإنها توفر طريقة فعالة وبأسعار معقولة لتنظيف النفط وإزالة الشوائب والجسيمات المعدنية الضارة.
بالإضافة إلى تصنيع الجسيمات وتوصيفها ، تضمن البحث تجارب مع هيدروكربونات مختلفة ومصادر مائية مختلفة بدرجات حرارة مختلفة ، والتي كانت مدعومة بمحاكاة جزيئية مكنت من تحسين المواد. ساهمت ثلاث مجموعات عمل من كلية الهندسة والعلوم في جامعة فريدريش ألكسندر ، إرلانجن-نورمبرغ ( FAU ) في البحث بمشاركة علماء بقيادة البروفيسور ماركوس هاليك (قسم علوم وهندسة المواد) ، القيادة والمواد العضوية و الأجهزة) الأستاذ الدكتور أندرياس هيرش (قسم الكيمياء وعلم الأدوية ، الكيمياء العضوية 2) والأستاذ الدكتور ديرك زان (الأستاذ الدكتور ديرك زان (الأستاذ الدكتور ديرك زان) (مركز كيمياء الحاسوب أستاذ الكيمياء النظرية )
في المستقبل ، يمكن للنظام أن يساعد بشكل كبير في تقليل تأثير التلوث النفطي على البيئة. يعمل باحثو FAU حاليًا مع شركاء الصناعة لتوسيع نطاق تصنيع المواد ونقل المفهوم إلى تطبيقات حقيقية في عمليات التنظيف.
* يتم استخدام تقنية المغناطيسية في عدة مراحل من عملية تنظيف النفط، بما في ذلك :
- فصل الحديد : يتم استخدام المغناطيسية لفصل الجسيمات المعدنية الحديدية من النفط وذلك بوضع المغناطيسات في الخزانات المستخدمة في تخزين النفط، وهذا يساعد في تقليل تركيز الشوائب المعدنية في النفط.
- إزالة الشوائب : يتم استخدام المرشحات المغناطيسية لجذب الشوائب المعدنية والجسيمات الأخرى من النفط، وترسيبها في المرشحات.
- تحسين جودة النفط : بواسطة إزالة الشوائب المعدنية والجسيمات الأخرى، يمكن تحسين جودة النفط وتقليل الضرر الناجم عن استخدام النفط الملوث.
يجب الانتباه إلى أن تقنية المغناطيسية لا تزيل جميع الشوائب من النفط، بما في ذلك الشوائب العضوية مثل الرواسب والأحماض الأمينية. لذلك، يجب استخدام هذه التقنية كجزء من أنظمة تنظيف النفط الكاملة والمتكاملة، والتي تشمل مراحل مختلفة لإزالة الشوائب العضوية والمعدنية والملوثات الأخرى.
