АГРЕГАТООБРАЗОВАНИЕ И МАГНИТНАЯ СЕПАРАЦИЯ МИКРОЧАСТИЦ ПОЛИЭТИЛЕНА ИЗ ВОДНЫХ РАСТВОРОВ
М. С. Филинкова, Ю. А. Бахтеева, И. В. Медведева, И. В. Бызов, А. С. Минин, И. А. Курмачев
Аннотация
Для определения количества и состава искусственных полимерных микрочастиц в водоемах требуется подготовка репрезентативных проб воды. В работе изучается новый метод магнитной сепарации для извлечения из воды микрочастиц полиэтилена (10-200 μm) при их агрегации с композитными магнитными наночастицами. Синтезированы и аттестованы наночастицы с ядром из магнетита и с оболочкой из диоксида кремния с присоединенными на поверхности аминогруппами (Fe3O4@SiO2-NH2, dгидр = 200 нм). Эти наночастицы за счет электростатического взаимодействия могут формировать агрегаты с частицами полиэтилена и отделяться от воды под действием неоднородного магнитного поля.
Изучено влияние добавок солей (NaCl, Na2SO4, NaH2PO4, CaCl2) и поверхностно-активного вещества - додецилсульфата натрия (ДСН) на условия сепарации микрочастиц полиэтилена от воды. Показано, что при добавлении магнитных частиц в концентрации с = 0,01 г/л к водным суспензиям микрочастиц полиэтилена, содержащим соли NaCl, NaH2PO4 в концентрации 10 мМ и с(ДСН) = 3 мМ, эффективность их сепарации после предварительной выдержки суспензии в течение 30 минут и длительности магнитной седиментации 15 минут составляет не менее 98%. При увеличении концентрации солей NaCl, NaH2PO4 до 100 мМ, а также в присутствии Na2SO4 эффективность магнитной седиментации снижается. В присутствии CaCl2 и ДСН эффективность магнитной седиментации составляет не менее 98% при изученных концентрациях солей. Из модельных растворов речной и морской воды извлечение не менее 80% микрочастиц полиэтилена происходит в течение 5 минут в режиме магнитной фильтрации.