Разработка технологической схемы очистки сточных вод от нефтяных загрязнений с использованием магнитных наночастиц

А. А. Лютоев, Ю. Г. Смирнов

Аннотация


Для очистки воды от нефтепродуктов в данной работе предлагается использовать магнитные наночастицы оксида железа. Рассмотрены магнитные свойства наночастиц оксидов железа: γ-Fe2O3 и Fe3O4. Определены оптимальные размеры частиц, при которых у них проявляются суперпарамагнитные свойства. Выполнено моделирование кривой намагничивания с использованием функции Ланжевена. Определена величина напряженности магнитного поля, при которых магнитно насыщаются суперпарамагнитные наночастицы магнетита. Показано, что оксиды железа являются оптимальным выбором для решения проблем очистки жидких сред от разнообразных загрязнений в силу высокого значения намагниченности насыщения и хорошей управляемости внешним магнитным полем. Рассмотрено влияние температуры на изменение магнитных свойств частиц. Диапазон температур, в котором эти частицы сохраняют суперпарамагнитные свойства, также полностью соответствует рабочим условиям. Предложена технологическая схема очистки сточных вод от нефтяных загрязнений с использованием указанных частиц.

Ключевые слова


maghemite;magnetic nanoparticles;magnetite;saturation magnetization;sewage treatment;superparamagnetism;technological scheme;маггемит;магнетит;магнитные наночастицы;намагниченность насыщения;очистка сточных вод;суперпарамагнетизм;технологическая схема

Полный текст:

PDF

Литература


1. Moeser Geoffrey D. et al, Water-Based Magnetic Fluids as Extractants for Synthetic Organic Compounds // Ind. Eng. Chem. Res. 2002. V.41. P. 4739-4749.

2. Ponder Sherman et al, Surface Chemistry and Electrochemistry of Supported Zerovalent Iron Nanoparticles in the Remediation of Aqueous Metal Contaminants // Chem. Mater. 2001. V.13. P. 479-486.

3. Баткин И.С., Смирнов Ю.Г. Теоретический анализ процесса воздействия суперпарамагнитных частиц на промысловые эмульсии // Системы управления и информационные технологии, №2.2(48), 2012. С. 233-236.

4. Елисеев А.А., Лукашин А.В. Физические свойства веществ в нанокристаллическом состоянии. М.: Г. У. имени М.В.Ломоносова 2007, с. 24-28.

5. Sorensen C. M., in Nanoscale Materials in Chemistry (Ed.: K. J. Klabunde), John Wiley and Sons, New York, 2001, pp. 169.

6. Leslie-Pelecky D.L., Rieke D.R. // Chem. Mater., 1996, v. 8, p. 1770.

7. Brown W.F. Magnetic interactions of superparamagnetic particles. // J. Appl. Phys. 1967. V 38, №3. P. 1017-1018.

8. Jana Drbohlavova, Radim Hrdy, Vojtech Adam, Rene Kizek, Oldrich Schneeweiss 3 and Jaromir Hubalek. Preparation and Properties of Various Magnetic Nanoparticles // Sensors. 2009, V.9. P. 2352-2362.

9. Структура и магнитные свойства гамма - активированных наночастиц магнетита. / Дикий Н.П. [и др.] // Вестник Харьковского университета, 2009. №859 С. 89-94.

10. Massart R. Preparation of aqueous magnetic liquids in alkaline and acidic media // IEEE Trans. Magn., 1981, Mag-17, 2. P. 1247–1248.

11. Смирнов Ю.Г. Математическое моделирование процесса очистки сточных вод от нефти с использованием магнитных наночастиц. // Изв. Коми НЦ Уро РАН, 2012, №2(10). С.104-107.

12. Лютоев А.А., Смирнов Ю. Г. Численное моделирование процесса омагничивания нефтяных эмульсий с использованием наночастиц магнетита для управления системой очистки воды от нефтепродуктов // Естественные и технические науки. М.: Спутник+, 2013, №2. С. 334-342.


Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.