我國科學家研發油水分離新技術或助處理溢油事故造成的油污
9月26日,刊登在《自然—通訊》雜志上的一篇論文指出,中國科學家研發出一種智能的新型模式,而設計靈感源于仙人掌的針刺。此項技術有望幫助處理溢油事故所造成的油污。
中科院院士、中科院化學所研究員江雷在接受《中國科學報》記者采訪時說:“我們之前研究發現,仙人掌刺在霧氣流中可以連續地集水,刺表面收集的水滴能被其表面結構自驅動向刺的根部聚攏。我們由此想到,霧氣中的水滴和油水混合物中的油滴具有相似性,或許可以將仙人掌刺的循環模式應用到油的收集中。”
于是,該研究小組制備了錐形的針尖,并模擬仙人掌刺的表面來構筑微米—納米復合粗糙結構。實驗顯示,由于材料本身的疏水親油性質,油水混合物在流經錐形針尖時,油滴會被吸附到針尖上,慢慢匯集成較大的油滴。針尖收集的油滴超過臨界大小時,就會自發地將油滴驅動至錐形根部儲存。一個油滴被驅動走后,露出的針尖表面又會開始下一個集油的循環,從而實現連續的。
據了解,人造針尖的主要原料是銅(表面修飾長鏈硫醇)和聚二甲基硅氧烷。在實驗中,研究人員也嘗試了金、聚苯胺、聚乙烯材料,同樣能達到效果。因此,他們推測絕大多數水下親油的材料均可作為針尖的原料,從而有助于該技術具備更低廉的成本、實現更廣泛的應用。
江雷表示,這種“邊收集(ji)邊驅動”的(de)分離技術(shu)能(neng)實(shi)現(xian)連續、高(gao)效(xiao)(xiao)的(de)油(you)水(shui)分離,分離效(xiao)(xiao)率(lv)可達(da)99%以上(shang),而且具有高(gao)通量、環(huan)境友好(hao)、耐腐蝕(shi)等(deng)特性(xing),對新型技術(shu)的(de)開(kai)發(fa)和發(fa)展有重要(yao)意義。“該(gai)研究也會(hui)為環(huan)境保護和石油(you)工(gong)業(ye)提供有力的(de)技術(shu)支持(chi),包括原油(you)泄漏事故處理(li)、工(gong)業(ye)含油(you)廢水(shui)處理(li)、油(you)田開(kai)采的(de)三次采油(you)等(deng)。”

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