Cina: maglie personalizzate per la stampa 3D per la separazione di petrolio e acqua
I ricercatori cinesi stanno cercando di perfezionare la fabbricazione delle maglie per esercizi come la separazione dell’olio dall’acqua, con le loro recenti scoperte pubblicate in ” Stampa 3D di un separatore di miscele olio / acqua con demulsificazione e separazione in situ “. Gli autori affermano che ci sono molti diversi tipi di “candidati promettenti” che agiscono come separatori progressivi di petrolio / acqua. Una tecnica veramente adatta per la creazione di tali dispositivi, insieme ai corrispondenti metodi di post-elaborazione, è stata tuttavia elusiva, sebbene attualmente ci siano tecniche per la realizzazione di:
Skimmer per olio
centrifughe
coalescenza
Tecnologie di flottazione
Gli scienziati hanno tentato di raggiungere ulteriori obiettivi per trovare strumenti migliori, principalmente per gli eventi di pulizia nei laboratori e nelle aree in cui vengono prodotti tessuti, pelle e prodotti petrolchimici. Una mesh stampata in 3D può essere estremamente utile per ripulire le fuoriuscite di olio, alcune delle quali possono essere massicce, senza controllo a spirale. Il loro obiettivo era abbattere combinazioni olio / acqua che sono diventate molto stabili, rendendo così difficile separarle e ripulire un’area che può essere di grandi dimensioni.
Precedenti ricercatori hanno svolto il lavoro per loro per quanto riguarda i materiali, con idrogel che mostra il maggior potenziale.
“La rete stampata è stata sospesa in acido acrilico (AA) e soluzione di acrilammide (AM) per indurre il rivestimento in idrogel di PAA / AM, delimitare e crescere su mesh attraverso la polimerizzazione superficiale della reazione redox mediata da Fe (II)”, hanno affermato i ricercatori . “Dopo essere stato immerso nella soluzione salina inorganica, il sale inorganico è stato incorporato nel rivestimento in idrogel per rafforzare la demulsificazione delle emulsioni olio-in-acqua. A causa delle proprietà superofile e subacquee di superoleofobia del rivestimento in idrogel, l’angolo di contatto con olio sottomarino di superoleforo e superoleofobico sottomarino (S-USM) superava i 150 ° C con una bassa forza di adesione. “
I ricercatori hanno scoperto che l’S-USM contenente sale era efficace come separatore. Il team ha quindi utilizzato quattro diversi tipi di miscele per testare ulteriormente le abilità di separazione:
Dodecano in acqua
Diesel-in-acqua
Olio vegetale in acqua
Petrolio greggio in acqua
Hanno utilizzato una stampante 3D FDM con filamento PLA per fabbricare le mesh, successivamente utilizzando attrezzature personalizzate realizzate in laboratorio, con una delle reti stampate in 3D inserite tra due tubi di vetro. La quantità di separazione riuscita è stata misurata dal rapporto in peso dell’acqua raccolta e dell’acqua originale.
“Le dimensioni delle gocce di miscele olio / acqua prima e dopo la separazione sono state rilevate dal microscopio ottico e dalla diffusione dinamica della luce. Inoltre, è stata osservata un’ulteriore caratterizzazione per i processi di separazione in un microscopio ottico “, hanno affermato i ricercatori. “Il test di riciclaggio della separazione è stato effettuato utilizzando diversi esperimenti ripetuti. Inoltre, la rete è stata anche progettata in un particolare schiumatoio sferico che è riuscito a raccogliere l’olio galleggiante “.
I ricercatori hanno realizzato due diversi tipi di skimmer: uno skinner a cucchiaio con una mesh sferica e un’elsa dritta per l’ergonomia a vantaggio dell’utente, insieme a uno schiumatoio a barile che include anche una mesh sferica e un’elsa curva. Entrambi gli skimmer hanno avuto successo nel design e nell’uso, rimuovendo l’olio dall’acqua.
“Combinando il trattamento con rivestimento in idrogel con la nuova tecnologia di produzione della stampa 3D, una serie di dispositivi di separazione specifici e utili può essere fabbricata, offrendo grande praticità alla vita personale”, hanno affermato i ricercatori.
Il test di separazione del riciclaggio ha avuto molto successo, sostenuto al 90%. Il team ha dichiarato che questo ha mostrato un’elevata ripetibilità, con S-USM contenente sale in grado di demulsificare rapidamente miscele di olio e acqua.
Il team è stato anche in grado di godere di uno dei “punti salienti” più grandi in quanto erano in grado di utilizzare la demulsificazione e la separazione in situ . Il processo di demulsionamento avviene sulla superficie S-USM contenente sale, mentre l’acqua penetra attraverso la rete nello stesso tempo, lasciando l’olio sopra.
“… un’innovazione chiave è stata l’utilizzo della progettazione flessibile e della fabbricazione della stampa 3D con successivo trattamento di rivestimento in idrogel, hanno concluso i ricercatori. “Gli schiumatoi sferici con rivestimenti in idrogel sono stati creati in modo semplice e in grado di rimuovere l’olio galleggiante. Vari separatori olio / acqua possono essere realizzati per soddisfare le esigenze future e portare grande praticità alla vita personale. Vista la sua semplicità, questo lavoro può aprire la strada a un nuovo metodo che utilizza la tecnologia di stampa 3D, con applicazioni più pratiche nei campi della separazione, degli idrogel, dell’elettronica, dei robot intelligenti e molti altri “.
