Нанотехнологическое сообщество Нанометр, все о нанотехнологиях
на первую страницу Новости Публикации Библиотека Галерея Сообщество Объявления Олимпиада ABC О проекте
 
  регистрация
помощь
 

Магнитные жидкости для сбора нефтепродуктов

Ключевые слова:  магнитные жидкости, наноматериал, нанотехнология

Автор(ы):  Фрейдман Александр Леонидович, Шестаков Евгений

10 января 2013

На видео представлен процесс сбора нефти с поверхности воды с помощью магнитной жидкости. В первом шприце находится нефть из Юрубчено-Тахомского месторождения. Во втором шприце магнитная жидкость на основе керосина, частицы стабилизированы олеиновой кислотой.

В момент падения капли МЖ в нефть происходит адсорбция молекул олеиновой кислоты на поверхности раздела фаз вода-нефть или вода-воздух. Слой нефти растягивается в кольцо до тех пор пока силы поверхностного натяжения не разорвут его.

Когда поверхность вода-воздух насыщается молекулами ПАВ, дальнейшее добавление уже не приводит к подобному явлению, поэтому следующие капли магнитной жидкости не вызывают "разлетания" капель нефти.

Так как МЖ синтезирована на основе керосина, она является растворимой в нефти, а вот в воде она не растворяется. После перемешивания в нефти содержатся магнитные наночастицы и она приобретает магнитные свойства. В результате ее можно собрать с помощью обычного магнита. На видео был использован постоянный магнит от привода считывающей головки жесткого диска, он достаточно сильный. Обратите внимание, что сила притяжения оказывается достаточной для того, чтобы нефть погрузилась в воду.

Это видео является частью научной работы школьника 9-го класса КГОАУ "Школа Космонавтики".

 

 

Средний балл: 10.0 (голосов 5)

 


Комментарии
Гольдт Илья, 10 января 2013 10:43 
Отлично. Осталось теперь дело за малым:
1) разделить после сбора нефть и все остальное;
2) восстановить магнитную жидкость.
А зачем? нефть на переработку и с магнетитом пойдёт (полагаю, полнота крекинга даже повысится), в гудронах-мазутах (отходах) магнетит тоже не мешает. Восстанавливать магнетит тоже нецелесообразно, ибо недорогой.
Олеинка не дешёвая.
А магнетита в нефть нужно нагрузить изрядно.
При массовом производстве заменим каким-нибудь рапсовым маслом :)
И уж точно дешевле всяких там корекситов. BP льёт их в океан тысячами тонн (и умудряется ещё на этом зарабатывать).
Я лично, когда затевал эту работу рассматривал следующую ситуацию. Пусть где-то в мировом океане произошел разлив нефти, допустим случилась авария с танкером нагруженным нефтью (маслом, керосином и т.д.). Для того, чтобы происшествие не отразилось на экологической ситуации необходимо собрать нефть с поверхности воды.

Сколько нужно магнитной жидкости для того, чтобы собрать всю нефть? Очень много - танкер нефти - танкер магнитной жидкости, а значит дорого. Но если бы удалось распылить магнитную жидкость над частью поверхности нефтяного пятна, затем эту часть собрать, после этого выделить из нефти магнитные наночастицы и перевести их в состояние коллоидного раствора, тогда необязательно пригонять в нефтяному пятну еще один танкер с магнитной жидкостью.

Поэтому вопрос о том как восстановить магнитную жидкость после ее использования актуален и имеет коммерческое обоснование. Можно попробовать провести процесс пептизации наночастиц в полярной среде, а затем снова перевести в неполярную с повышением концентрации частиц магнетита, то есть восстановить магнитную жидкость. Мы этого еще не делали, но я не вижу препятствий. В планах стоит такая задача.
На самом деле достаточно надёжно разрушить нефтяную плёнку и восстановить доступ кислорода в воду (что ВР и добивается корекситами). Кстати, думаю, корекситы - вполне недорогие материалы. Далее бактерюги/водорости/грибы всё съедят.

Насчёт использования угля, песка, впитывающих губок, сбора нефти в ловушки с поверхности есть очень много материалов. Эффективность как правило так себе. Слишком большие объёмы нужно убрать.
Для повышения эффекта магнетит нужно вводить в сырую нефть сразу перед отгрузкой, чтобы ни одной немагнитной капли..
О!
Предлагаю: планетарная экологическая программа (типа антифреоновой) по защите от глобального потепления и спасению вод мирового океана. Всем добытчикам запретить отгрузку нефти без введения магнетита (как обязательна добавка одоранта в природный газ). Обеспечить правильный пиар, пару мировых конгрессов и шум в СМИ. Пусть нефтедобытчики часть прибыли вкладывают в экологию. Главное - вовремя оказаться в комиссии (и обеспечить потребности достаточным количеством магнетита). На всякий случай взять в долгосрочную аренду северный магнитный полюс - не всё же разлитое вовремя соберут :))
Владимир Владимирович, 10 января 2013 15:50 
Владимир Владимирович, 10 января 2013 15:42 
Но нефть ведь не магнитная!
То есть магнитные частицы (махонькие которые) могут утащить не так много в своей оболочке, а дальше фазовое расслоение.
Ну никак не больше 3-5 раз растворителя к массе "сухой магнитной жидкости".

Активированный уголь намного проще будет из "этой оперы".

А кому претит простое: "Новые высокографеновые глубокомезопористые супрананоматериалы"
То есть магнитные частицы (махонькие которые) могут утащить не так много в своей оболочке, а дальше фазовое расслоение.

Фазового расслоения не произойдет, так как система(нефть)-(ПАВ)-(частицы магнетита) является коллоидным раствором.

Активированный уголь намного проще будет из "этой оперы".

Не думаю, что методы адсорбции пригодны для решения такой задачи. Представьте себе ситуацию, когда нужно адсорбировать (собрать) один танкер нефти. Сколько угля вам для этого понадобится и что вы с ним потом будете делать?

P.S. Вопрос о том сколько МЖ потребуется для этой цели описан выше.
Владимир Владимирович, 11 января 2013 13:17 
Фазовое расслоение коллоидного раствора магнитных частиц в углеводородах будет происходить при взаимодействии с магнитным полем - у магнита будет собираться дисперсия определенной (но достаточно высокой) концентрации магнитных частиц.
В этом контексте, необходимость использования очень большого количества магнитных жидкостей сводит на нет, на мой взгляд, их практическую применимость за исключением, возможно, узкоспециальных ситуаций.
Повторное использование магнитных жидкостей вряд ли реально из-за их ограниченной коллоидной стабильности, особенно в мутной воде с сырой нефтью
Но наука, несомненно, зрелищна и в разумной степени грантопривлекательна

Использование абсорбентов намного более универсально, если нужно нефть убирать. Если нужно потихоньку восстановить окружающую среду, то, как Александр Ринатович написал выше, существует значительное количество других методов.

Повторное использование магнитных жидкостей вряд ли реально из-за их ограниченной

Ну, это мы и хотим проверить. Кроме того, ведь это школьная работа, поэтому для меня как педагога рентабельность проекта практически не имеет значения - важнее научная сторона вопроса. Возможно, это не самый удобный и эффективный метод, но как школьный проект - вполне интересно .
Палии Наталия Алексеевна, 04 февраля 2013 19:06 
Да, интересный проект

Для того чтобы оставить комментарий или оценить данную публикацию Вам необходимо войти на сайт под своим логином и паролем. Зарегистрироваться можно здесь

 

Праздничная Наноразноцветность
Праздничная Наноразноцветность

На XXI Менделеевском съезде награждены выдающиеся ученые-химики
11 сентября 2019 года в Санкт-Петербурге на XXI Менделеевском съезде по общей и прикладной химии объявлены победители премии выдающимся российским ученым в области химии. Премия учреждена Российским химическим обществом им. Д.И.Менделеева совместно с компанией Elsevier с целью продвижения и популяризации науки, поощрения выдающихся ученых в области химии и наук о материалах.

Россия подала в ЮНЕСКО заявку на учреждение премии имени Менделеева для молодых ученых
Россия подала в ЮНЕСКО заявку на учреждение премии имени Менделеева для молодых ученых. Об этом премьер-министр РФ Дмитрий Медведев сообщил, открывая встречу с нобелевскими лауреатами, руководителями химических обществ, представителями международных и российских научных организаций.

Перст-дайджест
В новом выпуске бюллетеня «ПерсТ»: Синтез “перламутровых” нанокомпозитов с помощью бактерий. Оптомагнитный нейрон.Устойчивость азотных нанотрубок. Электронные характеристики допированных фуллереновых димеров.

Люди, создающие новые материалы: от поколения X до поколения Z
Е.В.Сидорова
Самые диковинные экспонаты научной выставки, организованной в Москве в честь Международного года Периодической таблицы химических элементов в феврале 2019 г., можно было рассмотреть только "вооруженным глазом»: Таблица Д.И.Менделеева размером 5.0 × 8.7 мкм и нанопортрет первооткрывателя периодического закона великолепно демонстрировали возможности динамической АСМ-литографии на сканирующем зондовом микроскопе. Миниатюрные произведения представили юные участники творческих конкурсов XII Всероссийкой олимпиады по нанотехнологиям, когда-то задуманной академиком Ю.Д.Третьяковым — основателем факультета наук о материалах (ФНМ) Московского государственного университета имени М.В.Ломоносова. О том, как подобное взаимодействие со школьниками и студентами помогает сохранить своеобразие факультета и почему невозможно воплощать идею междисциплинарного естественнонаучного образования, относясь к обучению как к конвейеру, редактору журнала «Природа» рассказал заместитель декана ФНМ член-корреспондент РАН Е.А.Гудилин.

Как наночастицы применяются в медицине?
А. Звягин
В чем преимущества наночастиц? Как они помогают ученым в борьбе с раком? Биоинженер Андрей Звягин о наночастицах в химиотерапии, имиджинговых системах и борьбе с раком кожи.

Медицинская керамика: какими будут имплантаты будущего?
В.С. Комлев, Д. Распутина
Почему керамические изделия применяются в хирургии? Какие технологии используются для создания имплантатов? Материаловед Владимир Комлев о том, почему керамика используется в медицине, как на ее основе создаются имплантаты и какие перспективы у биоинженерии

Технопредпринимательство на марше

Мы традиционно просим вас высказать свои краткие суждения по вопросу технопредпринимательства и проектной деятельности школьников. Для нас очевидно, что под технопредпринимательством и под проектной деятельностью школьников каждый понимает свое, но нам интересно ваше мнение, заодно вы сможете увидеть по мере прохождения опроса, насколько оно совпадает или отличается от мнения остальных. Ждем ваших ответов!

О наноолимпиаде замолвите слово...

Прошла XII Всероссийская олимпиада "Нанотехнологии - прорыв в Будущее!" Мы надеемся, что нам для улучшения организации последующих наноолимпиад поможет электронное анкетирование. Мы ждем Ваших замечаний, пожеланий, предложений. Спасибо заранее!

Опыт обучения в области нанотехнологического технопредпринимательства

В этом опросе мы просим поделиться опытом и Вашим отношением к нанотехнологическому технопредпринимательству и смежным областям. Заранее спасибо за Ваше неравнодушие!



 
Сайт создан в 2006 году совместными усилиями группы сотрудников и выпускников ФНМ МГУ.
Сайт модернизирован для ресурсной поддержки проектной деятельности учащихся в рамках ГК 16.647.12.2059 (МОН РФ)
Частичное или полное копирование материалов сайта возможно. Но прежде чем это делать ознакомьтесь с инструкцией.