Improving hydrophobicity of natural oil sorbents by modification methods

Abstract

Among the existing techniques for the removal of oil from water, the use of sorbents is generally considered to be one of the most efficient. Hydrophobicity (oleophilicity) is one of the major determinants of sorbents’ properties influencing the effectiveness of oil sorption in the presence of water. In order to improve these properties, the surface of the sorbent is modified using chemical or physical treatment methods. The purpose of this study is to analyse sorbent modification methods in order to increase their hydrophobic-oleophilic characteristics for the clean-up of oil spills taking into account environmental aspects. In this research a natural organic sorbent – moss – was treated with hot water (80 °C and 100 °C), mercerized, coated with oil and oil in water emulsions with concentrations at 10% and 50%. The test of water sorption capacity was performed to compare the hydrophobic properties of modified sorbents. The results of this research demonstrate the potential of natural organic sorbents in oil spill abatement. Hot water and alkali treatments can alter the surface characteristics of plant fibers and improve absorption capacity. Sorbent coating with plant triglycerides in low concentrations of oil can be applied in order to use the modified sorbent in areas where oil is spilled into the water in small amounts due to increased water resistance and lower product absorption properties. Treating water in 80 °C can be chosen for economic purposes. Sorbents treated this way could be used to clean oil spillages not from the water surfaces, but from soil and other solid surfaces.

Tarp esamų naftos ir jos produktų valymo nuo vandens paviršiaus būdų, sorbentų naudojimas paprastai laikomas vienu iš efektyviausių. Hidrofobiškumas yra viena iš pagrindinių sorbento savybių, kuri nusako sorbento efektyvumą šalinant naftos produktus nuo vandens paviršiaus. Siekiant pagerinti hidorfobiškumą, sorbento paviršius gali būti modifikuojamas cheminiais ar fizikiniais metodais. Šio tyrimo tikslas – išanalizuoti sorbentų modifikavimo metodus, siekiant pagerinti jų hidrofobines-oleofilines savybes valant dyzeliną nuo vandens paviršiaus atsižvelgus į aplinkosauginius aspektus. Šiame tyrime natūralus organinis sorbentas – samanos buvo modifikuotas karštu vandeniu (80 °C ir 100 °C), merserizuotas, padengtas aliejumi ir aliejaus vandenyje emulsijomis (10 % ir 50 % koncentracijomis). Siekiant palyginti modifikuotų sorbentų hidrofobines savybes, buvo atliktas vandens maksimalios sorbcinės įgerties tyrimas. Šio tyrimo rezultatai rodo, kad sorbento paviršiaus veikimas šarmo tirpalu (NaOH 5 %) gali pagerinti jo hidrofobines savybes. Sorbento paviršiaus padengimas aliejaus vandenyje emulsijomis (10 % ir 50 % koncentracijomis) pagerina hidrofobines sorbento savybes, kartu mažindamos dyzelino įgertį. Modifikavimas karštu vandeniu (80 °C) didina sorbento paviršiaus plotą, o tai didina jo vandens ir naftos produktų sorbcinę gebą, todėl tokiu modifikavimo būdu gali būti apdoroti sorbentai, naudojami naftos produktams valyti iš dirvožemio arba kitų kietų paviršių.