中國科學(xué)院只需兩分鐘左右“磁性兩面神微球”可分離出水中的微小油滴，分離效率高達(dá)99%
近年來，隨著工業(yè)、生活中含油廢水的大量排放，以及船舶排放、海上原油泄漏事故的多發(fā)，水中油污染已成為危害人類健康及環(huán)境安全的重大問題。磁性兩面神微球”為開發(fā)新一代油水分離資料提供了新思路。
激進(jìn)方法很難滿足實(shí)際需求
面對眾多有意無意的油污染水體事件，中國科學(xué)院理化技術(shù)研究所研究員王樹濤在接受科技日報記者專訪時表示，油水分離是一個全球性問題，而高效、快速、低成本的油水分離方法在油污染處置中顯得尤為重要純水設(shè)備 。
一般來說，油在水中的存在形式根據(jù)油滴的粒徑可以分為三類：油滴粒徑大于150微米，稱為浮油，這也是油進(jìn)入水體的主要存在形式；油滴粒徑在20150微米之間，稱為分散油；油滴粒徑小于20微米，稱為乳化油。不論是外表活性劑穩(wěn)定的油滴，還是無外表活性劑穩(wěn)定的油滴，極小的乳化油以油包水或水包油的形式，懸浮于水中，非常穩(wěn)定。
中國科學(xué)院理化技術(shù)研究所副研究員樊俊兵說，科研人員已研發(fā)了很多種方法用于油水分離，保守的方法包括物理法、化學(xué)法、物理化學(xué)法、電化學(xué)法和生物法等工業(yè)純水設(shè)備。
這些方法通常是根據(jù)油水分離處置的實(shí)際情況，單獨(dú)一種或幾種組合使用，能夠滿足局部工業(yè)含油廢水的處置。樊俊兵說，隨著國家對環(huán)境保護(hù)的逐漸重視、全民環(huán)境意識逐步增強(qiáng)，對油水分離能力的要求也在日益提高。激進(jìn)方法由于存在分離效率低、占地面積大、分離利息高、容易發(fā)生二次污染、高能耗等問題，很難滿足油水分離的實(shí)際要求寧波純水設(shè)備。
超小乳化油滴難以水油分離
油水分離從本質(zhì)上說是界面科學(xué)的問題。王樹濤研究員說，近年來，科研人員從油水分離的科學(xué)實(shí)質(zhì)問題動身，從材料的浸潤性上入手，利用資料外表對油和水具有不同的浸潤行為，如同時具有超疏水和超親油性質(zhì)，或同時具有超親水和超疏油性質(zhì)，發(fā)展了一系列超浸潤性油水分離資料，如超浸潤膜、超浸潤海綿等。
這些超浸潤材料在分離浮油甚至是外表活性劑穩(wěn)定的油水混合物方面，達(dá)到以往方法和資料所難以實(shí)現(xiàn)的高效性和高選擇性。然而，王樹濤強(qiáng)調(diào)，由于油水混合物的復(fù)雜性，水中無外表活性劑穩(wěn)定的微小油滴的分離往往被忽略，由于這些油滴在水中的粒徑小于20微米，水油結(jié)合往往非常穩(wěn)定，激進(jìn)方法很難高效、快速地將油滴去除。
因此，研究和發(fā)展新型的從水中分離微小油滴的方法和資料顯得尤為迫切。王樹濤說，這也是新型油水分離資料“磁性兩面神微球”問世的緣由之一寧波純水設(shè)備。
獨(dú)特結(jié)構(gòu)高效抓取小油滴
磁性兩面神微球”只需兩分鐘左右就可分離出水中的微小油滴，分離效率高達(dá)99%而且適用于不同比例、不同種類的油水混合物。為何能獲得如此高效的清除效果？
王樹濤具體解釋道：這依賴于其獨(dú)特的抓手’結(jié)構(gòu)。之所以稱之為“磁性兩面神微球”因?yàn)槲⑶蚓哂型姑嬗H水/凹面親油的兩面性質(zhì)，其親油的抓手”能和水中的微小油滴在結(jié)構(gòu)上形成很好的匹配。當(dāng)把它加入到油水乳液中時，其親油“抓手”能有效捕捉水中的微小油滴，結(jié)構(gòu)上發(fā)生互補(bǔ)匹配，形成雪人狀結(jié)構(gòu)。還能在劇烈的晃動過程中，大幅降低油水界面張力，促使那些被捕捉到微小油滴合并形成大油滴，從而使得油水乳液快速分層。
最后，磁性兩面神微球’油水界面發(fā)生自組裝，即緊密地排列在大油滴的外表。外加磁場作用下，穩(wěn)定結(jié)合在一起的大油滴會朝著磁場方向運(yùn)動，最終實(shí)現(xiàn)油水分離。王樹濤說。
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