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这种国产膜,能够“一键”搞定海上石油泄漏  

2017-07-19 08:30:32|  分类: 默认分类 |  标签: |举报 |字号 订阅

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近年海上石油泄漏事故频发,引发严重的海洋环境问题。目前处理海上溢油常用的物理方法(围油栏、吸油毡等)和化学方法(溢油分散剂、凝固剂等)已经难以满足需求。

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面对日益复杂的海洋环境污染问题,多功能膜分离材料逐渐受到人们的重视。

受荷叶启发,中国研制出超级薄膜

荷叶可以“出淤泥而不染” ,轻微震动就可以让水珠从叶面滑落,荷叶这种“不沾水”的现象叫做“超疏水”。

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受此启发,科学家开始研究有特殊润湿性的新型材料,先后研制出超疏水(吸油憎水)材料和超亲水(吸水憎油)材料,用来处理海上溢油或油污废水,目前研究的重点和难点是如何快速设计和构建这类材料,从而高效地分离油水混合物。

超级薄膜的黑科技

为获得超级薄膜,科学家需要先通过抽滤制备出碳纳米管(CNTs)薄膜,然后在其表面修饰疏水性聚苯乙烯,这样就可以结合薄膜的粗糙表面获得超疏水膜材料,从而获得能够快速分离油包水型乳液。

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此外,科学家还需要用疏水性聚苯乙烯和亲水性聚甲基丙烯酸二甲胺乙酯,分别修饰在CNTs薄膜的上下表面,使其可以选择性地分离油包水型和水包油型乳液混合物,一面亲水、一面疏水的超级薄膜便诞生了!

超级薄膜不仅可以分离污染物,还能杀死污染物

油污废水中往往含有有害的有机污染物,分离后不能直接排入水体系中。

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为此,研发团队将超疏水CNTs膜材料和复合催化微球(聚苯乙烯/纳米金)相结合,让超级薄膜在水中呈现超疏油状态。

因此,在高效分离油水乳液的同时,超级薄膜还可以催化分解水中有机污染物(分解效率92.6%),若负载银纳米颗粒,又可以在油水分离的同时杀死水中的细菌,这为连续性处理油污废水和水质净化提供了新的材料。

超级薄膜可降解,不留下二次污染

现有油水分离材料的主体多为不可降解或难降解的材料,特别是亲油型分离材料,易被油污污染而产生难处理的废料,对环境造成二次污染,后处理成本也较高。

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为了让超级薄膜不留下二次污染,研发团队以可降解的生物基高分子材料聚乳酸无纺布为原料,将二氧化硅颗粒和聚苯乙烯微球负载到纤维表面,巧妙地构建了一种超疏水的聚乳酸无纺布复合材料,不仅可以快速吸附或分离油性溶剂,而且稳定性高,多次摩擦或拉伸变形后,分离效果依然十分稳定。

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