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　　近年來(lái)，海上溢油事件頻發(fā)、油田回注水處理以及機(jī)械、化工等行業(yè)中含油廢水的處理引起全世界范圍的關(guān)注。如何實(shí)現(xiàn)油水混合物的高效分離，是工業(yè)界和科學(xué)界關(guān)注的熱點(diǎn)，油水微乳液的分離因?yàn)槠淙榛匦砸约俺叽缧?yīng)，是油水分離的難點(diǎn)。目前油水分離的技術(shù)主要有氣浮以及吸附等，相較之下，膜分離材料具有分離效率高，分離產(chǎn)物純度高的特點(diǎn)，特別是聚偏氟乙烯分離膜材料，具有非常好的熱穩(wěn)定性、機(jī)械性能以及分離特性，被廣泛應(yīng)用于市政污水或者工業(yè)污水的MBR或者浸沒(méi)式超濾工藝中。但是由于其較強(qiáng)的疏水性，容易遭受水體中有機(jī)物或者油類(lèi)的污染，導(dǎo)致性能衰減，運(yùn)行成本上升。

　　針對(duì)上述問(wèn)題，中科院寧波材料所圍繞聚偏氟乙烯微孔膜及其油水分離應(yīng)用開(kāi)展了系列工作。通過(guò)原位改性以及聚合物軟模板剝離技術(shù)控制相轉(zhuǎn)化過(guò)程，分別調(diào)控PVDF膜表面具有微納尺度結(jié)構(gòu)以及親水性聚合物網(wǎng)絡(luò)在PVDF膜表面的均勻鑲嵌，制備了具有油下超疏水和水下超疏油特性的PVDF微孔膜，可分別用于分離油包水和水包油微乳液，分離效率達(dá)到99.9%以上，分離尺寸最小可達(dá)20nm，同時(shí)該方法重復(fù)穩(wěn)定性好，可以連續(xù)化大面積制備，在油水分離及抗污染型膜材料領(lǐng)域具有非常好的應(yīng)用前景，該工作發(fā)表在Advanced Materials，2014, 26, 2943-2948。

　　為了進(jìn)一步探索特殊浸潤(rùn)聚偏氟乙烯微孔膜在油/海水體系中的分離特性，科研人員在前期對(duì)聚合物微孔膜的雙連續(xù)結(jié)構(gòu)調(diào)控的基礎(chǔ)上，通過(guò)多巴胺溶液浸沒(méi)技術(shù)，利用多巴胺的自聚反應(yīng)，在PVDF微孔膜上構(gòu)筑具有“貽貝”仿生特性的親水表面，可用于油/海水乳液的高效分離。由于制備的改性膜具備穩(wěn)定的海水下超疏油的性質(zhì)，有效降低了膜表面與油滴等污染物的粘附力，提高了膜的抗污染能力，延長(zhǎng)了膜的使用壽命。此項(xiàng)研究發(fā)表在Journal of Membrane Science, 476 (2015) 321–329。

　　科研人員還以N,N-二甲氨基乙酯為功能單體制備了pH響應(yīng)PVDF膜。該分離膜的浸潤(rùn)性可以通過(guò)介質(zhì)的pH得以調(diào)控，從而發(fā)生水下超親油（pH=7.4）向水下超疏油（pH=2.0）的轉(zhuǎn)變，成功分離水包油乳液，進(jìn)一步拓寬了該分離膜的應(yīng)用領(lǐng)域。此項(xiàng)研究發(fā)表在RSC Advances, 5 (2015) 23530 – 23539。

　　以上研究進(jìn)展得到國(guó)家863子課題，國(guó)家自然科學(xué)基金（51273211, 51473177）以及中科院青年創(chuàng)新促進(jìn)會(huì)等項(xiàng)目的支持。

PVDF微孔膜的貽貝仿生改性及其油/海水微乳液分離

PVDF油水分離膜pH響應(yīng)機(jī)理