Forscher entwickeln rGO

Forscher der Universität Katar (QU), Maimoona Mohamed und Nada Yahya Deyab, haben zusammen mit ihrem Betreuer Dr. Shabi Abbas Zaidi Fortschritte bei der Bewältigung der Herausforderung der Öl-Wasser-Trennung gemacht.

Der Schwerpunkt ihrer Forschung liegt auf der Entwicklung eines neuartigen Materials zur effizienten Ölgewinnung aus Öl-Wasser-Gemischen. Durch die Modifizierung von Polyurethan (PU)-Schwämmen und Baumwolle mit reduziertem Graphenoxid (rGO) haben sie vielversprechende Ergebnisse in Bezug auf Hydrophobie, Ölabsorptionseffizienz, Wiederverwendbarkeit und Kosteneffizienz erzielt und bieten eine vielversprechende Lösung zur Lösung des Wasserproblems Bodenverschmutzung durch Ölverschmutzungen.

Die poröse 3D-Struktur von Polyurethanschwämmen hat sich bei Anwendungen zur Öl-Wasser-Trennung als vielversprechend erwiesen; Allerdings schränkt seine geringe Hydrophobie seine Ölabsorptionseffizienz ein. Um diese Einschränkung zu überwinden, konzentrierte sich das Team darauf, die Hydrophobie des Schwamms zu verbessern, indem es ihn mit Graphenoxid (GO) modifizierte und ihn anschließend mithilfe eines leicht verfügbaren grünen Reduktionsmittels, L-Ascorbinsäure (L-), zu reduziertem Graphenoxid (rGO) reduzierte. AA).

Der Prozess der Synthese von GO umfasste das Mischen von 1 g Graphitflocken mit 23 ml 98 %iger H2SO4 und anschließendem Rühren für 24 Stunden bei Raumtemperatur. Anschließend wurden 100 mg NaNO3 zugegeben und die Mischung 30 Minuten lang gerührt. Anschließend wurden nach und nach 3 g KMnO4 zugegeben und die resultierende Mischung etwa 30 Minuten lang erhitzt und gerührt.

Weitere Zugaben von Wasser, gefolgt von der Zugabe von 10 ml 30 %igem H2O2, vervollständigten den Syntheseprozess. Das erhaltene GO wurde dann zentrifugiert, um nicht oxidierten Graphit zu entfernen, und getrocknet, um eine pulverartige Substanz zu erhalten. Einzelne Blätter aus synthetisiertem GO wurden für Reduktions- und Modifikationsstudien in destilliertem Wasser dispergiert.

Zur Herstellung von rGO-PU-Schwämmen verwendete das Team eine umweltfreundliche Methode, bei der L-Ascorbinsäure als Reduktionsmittel eingesetzt wurde. Die PU-Schwämme wurden zunächst in kleine Stücke geschnitten und vor dem Trocknen gründlich mit destilliertem Wasser und Aceton gespült. Durch Ultraschallbehandlung wurde eine wässrige Dispersion von GO hergestellt und L-AA darin gelöst. Die trockenen PU-Schwämme wurden in diese Mischung getaucht und 48 Stunden lang unter leichtem Rühren belassen.

Anschließend wurden die Schwämme gewaschen und getrocknet, um rGO-PU-Schwämme zu erhalten. Das gleiche Protokoll wurde zur Gewinnung von rGO-Baumwolle angewendet. Die modifizierten Oberflächen von rGO-PU und rGO-Baumwolle zeigten im Vergleich zu ihren reinen Gegenstücken ein überlegenes Absorptionsverhalten und Wasserkontaktwinkel.

Die Fähigkeiten des rGO-PU-Schwamms wurden auf die Probe gestellt, indem Öl aus einem Öl-Wasser-Gemisch absorbiert und gesammelt wurde, wobei Berichten zufolge eine bemerkenswerte Rückgewinnungsrate von etwa 97 % erreicht wurde. Darüber hinaus zeigte der rGO-PU-Schwamm eine hervorragende Wiederverwendbarkeit und Komprimierbarkeit ohne Anzeichen von Rissen oder Undichtigkeiten. In einer Vergleichsstudie stellte das Team fest, dass die hoch komprimierbare und poröse Beschaffenheit des rGO-PU-Schwamms die rGO-Baumwolloberflächen in verschiedenen Proben übertraf.