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蘭州化物所研發(fā)出油水分離新材料
蘭州化物所研發(fā)出油水分離新材料
隨著越來越多的工業(yè)含油廢水的產(chǎn)生以及不斷發(fā)生的石油泄漏事件，對油水分離材料和技術(shù)的需求越來越迫切。據(jù)報道，具有超疏水/超親油特性的磁性納米微粒可實現(xiàn)油水分離。然而，其分離效率遠未達到實際使用要求。盡管通過適當(dāng)?shù)脑O(shè)計可改善復(fù)合微粒油水分離效率，但往往忽略了微納顆粒高比表面積的優(yōu)勢。而且，由于在水中分散性較差，傳統(tǒng)的超疏水/超親油納米微粒不適用于微乳液分離。
中國科學(xué)院蘭州化學(xué)物理研究所聚合物自潤滑復(fù)合材料研究組近期發(fā)展了一種新型聚合物刷接枝磁性復(fù)合微粒，可實現(xiàn)油水分離。研究人員將聚（N-異丙基丙烯酰胺）（PNIPAM）接枝在二氧化硅包裹四氧化三鐵納米微球上，制備了聚合物刷接枝磁性復(fù)合微粒，利用他們特殊的潤濕性將其應(yīng)用于油水分離。
與重力驅(qū)動油水分離不同，該聚合物刷接枝磁性復(fù)合微粒可作為固體穩(wěn)定劑擴散到油水界面區(qū)域，通過體積排阻作用將油水直接接觸界面zui小化。同時，在外部磁場作用下，可輕易將皮克林乳液從油水混合物中分離。當(dāng)乳液從室溫加熱到PNIPAM的相轉(zhuǎn)變溫度（35℃）以上時，PNIPAM的潤濕特性發(fā)生轉(zhuǎn)變，使皮克林乳液失去穩(wěn)定性，從而釋放油。研究人員以甲苯/水等微乳液為例，使用該材料實現(xiàn)了較高的油水分離效率，且經(jīng)過多次循環(huán)利用后，復(fù)合微粒仍能保持較高的分離效率。
相比傳統(tǒng)的超疏水/超親水微粒進行油水分離，該方法利用PNIPAM特殊潤濕性能的同時，充分發(fā)揮了微納米顆粒高比表面積的優(yōu)勢，極大地提高了微納米顆粒油水分離效率。該新材料有望在油水分離領(lǐng)域獲得廣泛應(yīng)用。
以上工作得到了國家杰出青年科學(xué)基金和國家自然科學(xué)基金的支持，研究結(jié)果發(fā)表于近期出版的ACS Appl. Mater. Interfaces （Appl. Mater. Interfaces 2014， 6， 13334?13338）。
(來源：中國科學(xué)院)