Trong quá trình khai thác dầu khí thường có một lượng nước thải nhiễm dầu chiếm tỷ lệ lớn nhất trong khối lượng chất thải phát sinh từ ngành công nghiệp dầu khí. Khi khai thác một thùng dầu, trung bình phải xử lý từ 3 – 7 thùng nước thải nhiễm dầu với mục đích vừa để thu hồi dầu vừa để đạt giới hạn thải cho phép. Trên thế giới, lượng nước thải này thường được sử dụng nhiều phương pháp khác nhau, phổ biến nhất là dùng các chất hoạt động bề mặt hoặc các chất hấp phụ để tăng hiệu quả thu hồi. Trong đó, sử dụng vật liệu nanosilica biến tính bằng cách gắn vào cấu trúc bề vật liệu những tác nhân kỵ nước, có khả năng ưa hữu cơ ứng dụng trong xử lý nước thải nhiễm dầu khi khai thác, xử lý dầu tràn hoặc ô nhiễm dầu nước trên bề mặt tại các kho cảng, nơi tồn trữ nhiên liệu.
Các kết quả chính của luận án
i) Xác định được các điều kiện nhiệt độ, thời gian, tỷ lệ mol thủy tinh lỏng/nước, pH, năng lượng siêu âm, thời gian siêu âm, tốc độ khuấy trộn thích hợp để tổng hợp nanosilica từ thủy tinh lỏng.
ii) Xác đính được các điều kiện nhiệt độ, thời gian, nồng độ TEOS, nồng độ NH3, nồng độ CTAB, pH, năng lượng siêu âm thời gian siêu âm, tốc độ khuấy trộn thích hợp để tổng hợp nanosilica từ TEOS.
iii) Xác định được các điều kiện nhiệt độ, thời gian, hàm lượng thích hợp để biến tính nanosilica- TEOS với VTES và PDMS. Dung lượng hấp phụ dầu Bạch Hổ được cải thiện từ 9,32 g/g lên tương ứng 33,2 g/g và 43,5 g/g.
iv) Xác định được các điều kiện TEOS/etanol, TEOS/NH3, pH, nhiệt độ, thời gian, hàm lượng thích hợp để tổng hợp aerogel biến tính bằng PDMS vật liệu chế tạo có kích thước 10 15 nm, diện tích bề mặt riêng 574,4 m2/g, siêu nhẹ ( tỷ trọng 0,0322), tính kỵ nước cao, dung lượng hấp phụ dầu sau biến tính đến 61,2 g/g và có khả năng tái sử dụng đến 27 lần.
Hình (A) Đường đẳng nhiệt hấp phụ- giải hấp phụ của nanosilica-aerogel-PDMS, và (B) Phân bố kích thước mao quản theo thể tích mao quản trong vật liệu nanosilica-aerogel -PDMS
Hai loại vật liệu nanosilica –TEOS – PDMS và aerogel –PDMS đã biến tính cho kết quả hấp phụ dầu và tái sử dụng cao trên mẫu dầu thô mỏ Bạch Hổ. Trong đó, vật liệu vật liệu aerogel (gel khí) bằng phương pháp sol – gel, sản phẩm có độ xốp lớn, tỷ trọng nhẹ, kích thước hạt nhỏ. Kích thước hạt vật liệu có thể điều khiển được bằng năng lượng siêu âm. Các kết quả này có tính mới và ứng dụng thực tiễn cao trong hấp phụ dầu tại Việt Nam.
Kết quả nghiên cứu này đã được NCS. Hoàng Thị Phương, dưới sự hướng dẫn của GS. TS. Đinh Thị Ngọ và PGS. TS. Hoàng Xuân Tiến, bảo vệ thành công tại Hội đồng đánh giá luận án Tiến sĩ Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội ngày 29/11/2018.
Chúc mừng tân tiến sĩ.
Nội dung chi tiết luận án có thể download tại đây
