Olie-adsorberende matten met hoge capaciteit kunnen worden ingezet in noodsituaties met olielekkages om ecologische schade te beperken

Een intrinsiek poreus polymeer met een zeer groot inwendig oppervlak zou een ideaal materiaal kunnen zijn om gemorste olie op te nemen. Onderzoekers van KAUST hebben een polymeer geïdentificeerd dat kan worden gevormd tot robuuste, herbruikbare matten om gemorste olie, brandstof of organische oplosmiddelen snel van het oppervlak van zoet of zout water te adsorberen.

“Olielozingen blijven een wereldwijde bedreiging voor mariene habitats, de menselijke gezondheid en het levensonderhoud”, zegt Gyorgy Szekely van KAUST’s Advanced Membranes and Porous Materials Center, dat het onderzoek leidde. ‘Hoewel de meeste gemorste olie op het wateroppervlak drijft, wordt een klein percentage van de olie van nature in water verspreid, waardoor het mariene ecosysteem, inclusief vissen en plankton, wordt aangetast’, zegt Szekely. “Dergelijke ecologische rampen hebben geleid tot een grote behoefte om krachtige sorptiemiddelen te ontdekken voor een snelle en efficiënte reiniging van het zeeoppervlak.”

Om een ​​effectiever olie-adsorberend materiaal te ontwikkelen, gebruikte het team een ​​polymeer genaamd 6FDA-TrMPD, dat twee belangrijke kenmerken heeft die belangrijk zijn voor het opnemen van gemorste olie. “Onze materialen – in tegenstelling tot de meeste andere materialen die zijn gemeld voor het opruimen van olielekkages – zijn intrinsiek poreus”, legt Fuat Topuz, een postdoc in het team van Szekely, uit. Het team gebruikte een proces genaamd electrospinning om een ​​oplossing van het polymeer om te zetten in robuuste matten, die een uitgebreid netwerk van poriën in de vezelstructuur van het polymeer incorporeerden, waardoor een enorm oppervlak van 565 vierkante meter per gram materiaal voor adsorberende olie werd gecreëerd.

Ten tweede bevatte de moleculaire structuur van het polymeer waterafstotende trifluormethylgroepen, waardoor de adsorberende eigenschappen van het materiaal water afstoten terwijl niet-polaire vloeistoffen, zoals olie die op het wateroppervlak dreef, sterk werden opgenomen.

Bij het testen kon het materiaal snel en efficiënt olielekkages op water opruimen. Binnen een paar minuten na hun plaatsing, absorbeerden de matten lekkages met een capaciteit tussen 25 en 56 gram olie, of niet-polair oplosmiddel, per gram polymeer. “De sorptieprestaties van het materiaal zijn veel beter dan veel gerapporteerde adsorbentia, en de materialen kunnen worden gerecycled en hergebruikt met vergelijkbare prestaties, wat hun grote potentieel aantoont voor het opruimen van olielozingen en niet-polaire oplosmiddelen”, zegt Topuz.

“In onze volgende stap zullen we deze materialen verder verwerken om membranen en vezelachtige sponzen te maken om gemakkelijk herstelbare adsorbentia te maken met behoud van hun hoge prestaties”, zegt Szekely. Het team ontwikkelt ook adsorberende materialen gemaakt van duurzaam geproduceerde polymeren en breidt het assortiment van verontreinigende stoffen dat de materialen kunnen afvangen uit met het verwijderen van organische microverontreinigingen en zware metalen uit water.