Виды сорбентов

Размещено на http://www.allbest.ru/

Виды сорбентов

Целью исследования является анализ существующих видов сорбентов по физико-химическим свойствам.

В работе использован теоретический анализ; индукция; патентная проработка научной литературы; изучение и обобщение отечественной и зарубежной практики по данной тематике.

Существующие виды сорбентов условно можно разделить на четыре большие группы.

К первой группе отнесем сорбенты, производимые на основе органического сырья.

Ко второй группе отнесем сорбенты, производимые на основе неорганического сырья.

К третьей группе отнесем биосорбенты.

К четвертой группе отнесем наносорбенты, производимые на основе графита.

Первая группа сорбентов характеризует собой эпоху прошлого века. Расчет затрат подводит нас к тому что применение данных сорбентов несет экономическую неэффективность при их применении, так же они могут нести огромный вред окружающей среде.

Вторая группа сорбентов представлена на Российском рынке чрезвычайно слабо, хотя именно эта группа сорбентов считается в мире наиболее эффективной и используется в широчайших спектрах человеческой деятельности.

Важно отметить, что для изготовления второй группы сорбентов используется полипропилен, полиуретан в чистом виде, или в форме компанудов. Соответственно нельзя не обойтись без характеристики экологичности используемого в производстве сорбентов сырья. Уровень опасности полиуретана чрезвычайно высок. Для окружающей среды вредно как само производство данной смолы, так и ее использование в изготовлении продукции. В частности, при осуществлении полиуретанового покрытия для теплотрасс, исполнители работ снабжаются средствами индивидуальной защиты с самыми высокими характеристиками по степени защиты.

Третья группа сорбентов в большей степени разрекламирована самими производителями. Причина столь огромной популярности заключается в низкой стоимости. Главная проблема, относящаяся к сорбентам третьей группы - это жесткий температурный режим, в котором они могут быть использованы, но и это еще не все. Дело в том, что для решения проблемы с утилизацией аварийного разлива углеводородов необходимо осуществить анализ биосорбента так, как для каждого случая требуется особый штамм бактерий, а зачастую в каждом случае нужно до нескольких десятков штаммов.

Кроме этого, применение биосорбентов требует определенного времени для того, чтобы осуществить утилизацию разлива в полном объеме, что еще больше усугубляет их эффективность, особенно когда речь идет о разливах большого количества углеводородов.

В условиях, когда в России большее время года минусовая температура, возможность применения биосорбентов сводится до минимума. Фактически третья группа сорбентов может эффективно использоваться лишь в качестве завершающего этапа работ по рекультивации замазутченных земель с обязательным применением специальной техники.

Четвертая группа сорбентов также как и третья чрезвычайно разрекламирована в России - это так называемые наносорбенты. Создание универсальных сорбентов с нано структурой довольно трудоемкий процесс, имеющий нечто общее с созданием человека путем выращивания и соединения клеток организма.

Причина нереальности создания такого сорбента заключается в том, что если даже гипотетически предположить этот процесс, то исследователям понадобится создать уникальную структуру с широчайшим спектром нано пор, набор и размер которых должен соответствовать количеству известных химических элементов, соединений и иных компонентов. Независимо от предполагаемого метода использования такого сорбента (на воде, на суше), нужен широчайший набор нано структур с учетом очищаемой субстанции. При этом нет никакой гарантии, что при формировании молекул химических веществ внутри нано пустот, в результате концентрации, не произойдет реакции, которая изменит многие факторы (полярность, массу, размер и многое другое), а это требует обязательного учета в процессе создания такого сорбента, что увеличивает сложность структуры предполагаемого продукта.

Таким образом, изучение возможности создания универсального наносорбента в истинном, научном смысле этого слова даже не обсуждается так, как для рынка этот продукт совершенно не нужен. Новый материал действительно уникален, но применение его в качестве сорбента совершенно не эффективно и производители в данных условиях должны сконцентрироваться на поиске новых направлений, где данный материал будет полезен. Один из вариантов - это наполнитель в компаундных материалах нового поколения.

В настоящее время существуют несколько основополагающих критериев для оценки данной продукции.

1. Расход сорбента из расчета на 1 тонну нефти с учетом всех характеристик.

2. Скорость поглощения.

3. Температурный режим работы.

4. Экологичность, класс опасности.

5. Экологичность утилизации отработанного сорбента.

6. Экологичность сырья (первичное - полезные ископаемые, вторичное - попутный продукт в результате производства того, или иного вида продукции).

7. Гарантийный срок хранения.

8. Условия хранения (температурный режим, влажность, солнечные лучи и пр.).

сорбент химический экологичность компаундный

9. Показатели по уровню сложности извлечения сорбента (условно делятся на два: простой и сложный).

10. Степень простоты применеия.

С появлением на рынке сорбентов нового подхода к измерению показателей экономической эффективности, большинство производителей стали заявлять о том, что их сорбент может регенерироваться.

В связи с этим рассмотрение характеристик, особенностей современных сорбентов - есть чрезвычайно актуальная проблематика.

Сорбенты широко применяются для очистки морских и сточных вод от нефти и нефтепродуктов. Эффективные сорбенты органических соединений из водных растворов следует искать среди гидрофобных материалов, сорбция на которых обусловлена преимущественно дисперсионными силами. Энергия дисперсионного взаимодействия тем больше, чем более многоэлектронными системами являются адсорбированные молекулы. Именно на границе раздела сорбент - водный раствор накапливаются преимущественно органические молекулы, которые являются гораздо более сложными многоэлектронными системами, чем молекулы воды.

Гидрофобные сорбенты, то есть несмачиваемые водой, в естественных условиях встречаются сравнительно редко, зачастую производятся сорбенты, которым искусственно придаются водоотталкивающие свойства путем создания на поверхности минералов тонких слоев гидрофобизаторов органической или кремнийорганической природы. Очевидно, что использование сорбентов для устранения разливов нефтепродуктов, локализации периметра загрязнения: для акваторий - с помощью бонных заграждений, матов; для почвогрунтов - волокнистыми сорбентами, нефтепоглощающими матами, или с помощью траншей, засыпанных сыпучими, или заполненных волокнистым сорбентом с гидрофобностью 100%, весьма эффективно. Применение сорбентов, поглощающих, а не разлагающих углеводороды оправдано как на воде, так и на суше в период возникновения разлива до утилизации 100% загрязнителя на воде и 95% на суше.

Применение био сорбентов на данном этапе работ не эффективно, а зачастую приводит к разрастанию очага загрязнения. Причина неэффективности био сорбентов заключается в низких показателях по разложению углеводородов в больших объемах. Био сорбенты эффективны на завершающем этапе работ и применяются как дополнительное средство для рекультивации нарушенных земель, что ведет к экономии средств предприятия, которые раньше тратились на утилизацию нефтешлама путем сжигания, или захоронения.

Выпускаемых сорбентов в мире достаточно большое количество и потенциальному потребителю довольно сложно разобраться в их качественных характеристиках. Особенно, когда производители не называют основополагающие характеристики с целью сокрытия информации, которая могла бы снизить объемы продаж. Только систематизированный анализ может раскрыть все особенности и представить объективные сведения.

Декларируемые в рекламе физико-химические свойства, функциональные характеристики и цены имеют существенный разброс, что в значительной степени затрудняет целевой выбор сорбента. В работе сделана попытка осмысления потока информации о сорбентах.

Размещено на Allbest.ru