海上原油泄漏以及在石油化工、機械加工、皮革、紡織等工業(yè)生產過程中產生大量的含油廢水,使得油類通過各種途徑進入水體。為了保護生態(tài)平衡和人類健康,保護有限的水資源,十分必要對含油污水進行有效分離。雖然目前已經制備出多種具有油水分離功能的特殊浸潤性材料,但是大部分只能對油水混合物進行分離,不能對油水乳液、尤其是表面活性劑穩(wěn)定的油水乳液(油滴的粒徑比較小,一般小于20 μm,大部分在0.1~2 μm之間)進行有效分離。因而,加強對乳化油水分離膜材料的探索和研究、構建新型的分離方法、提高膜的通量和穩(wěn)定性是當前亟待解決的關鍵技術問題。
由于碳納米管所形成的薄膜具有微納米尺度的孔道、較好的疏水性能且易于功能化,其在乳化油水分離領域展現出良好的應用前景。中科院寧波材料所高分子事業(yè)部陳濤研究員課題組制備了系列基于納米碳管/高分子復合材料的高效乳化油水分離膜?蒲腥藛T采用陶瓷材料作為襯底,抽濾納米碳管成膜,采用自引發(fā)光接枝光聚合(self-initiated photografting and photopolymerization,SIPGP)的方法接枝疏水性的高分子聚苯乙烯(PS)到納米碳管的表面,協同納米碳管薄膜的高粗糙度表面,獲得超疏水性的雜化薄膜材料。該膜可用于微米和納米級油包水乳液的大通量、高效分離。研究成果發(fā)表在JMCA(2014, 2, 15268-15272)上,并被選為該期雜志的內封面。在此基礎上,將得到的超疏水性的PS/CNTs膜反轉并轉移到另一個基底上,再次通過SIPGP進行高分子的功能化,將親水性的聚甲基丙烯酸二甲胺乙酯(PDMAEMA)接枝到碳納米管膜的表面,從而得到具有雙面(Janus)結構的PDMAEMA/CNTs/PS薄膜,賦予其對油包水和水包油的乳液的選擇性油水分離效果。相應的研究成果發(fā)表在ACS Appl. Mater. Interfaces(2014, 6, 16204-16209上。
該系列工作從界面化學的角度,通過對材料粗糙度及表面化學能的調控,對油水分離膜材料的制備及乳化油水分離性能進行了系統(tǒng)深入的研究,提供了新的乳化油水分離的思路和方法。研究工作得到了國家青年千人計劃、國家自然科學基金(51303195, 21304105)、浙江省杰出青年基金(LR14B040001)及寧波市自然科學基金(2014A610127)的資助。
系列基于納米碳管/高分子復合材料的高效乳化油水分離膜的制備及其油水分離
- 南工大材料學院 CEJ:自主表面工程驅動雙連續(xù)相復合材料實現電/熱雙導性能的可持續(xù)提升 2025-04-01
- 天科大司傳領/朱禮玉/王冠華/徐婷 AM 封面文章: 木質纖維素/液態(tài)金屬復合材料的功能化設計及調控策略 2025-03-31
- 鄭州大學王建峰/王萬杰 Small/Nano Energy:熔融加工一步原位成型分級多孔聚合物納米復合材料實現高溫環(huán)境輻射制冷 2025-03-30
- 浙理工易玲敏教授團隊 CEJ:非均相潤濕性策略構筑高效原油/水乳液分離膜 2024-05-01
- 浙大徐志康教授團隊誠聘博士后 - 材料、化學、能源、環(huán)境工程 2024-03-16
- 浙江大學徐志康教授/張超研究員團隊 Small:支撐液膜穿上聚酰胺裝甲,耐用的新型氣體分離膜 2024-02-22
- 西工大顧軍渭/阮坤鵬團隊 Angew:本征高導熱液晶聚二甲基硅氧烷熱界面材料 2025-01-22