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  隨著社會(huì)工業(yè)化和信息化進(jìn)程的加快，工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和日常生活不斷消耗大量的油類能源產(chǎn)品和化工制品。通常情況下，工農(nóng)業(yè)產(chǎn)生的油污廢水組分十分復(fù)雜，不僅含有不溶的油污，往往還含有多種類型的有機(jī)以及金屬離子等污染物。如何綜合處理組分復(fù)雜的油污廢水，讓分離后的油更純、水更凈，甚至回收再利用廢水中的有用資源，是目前污水治理的熱點(diǎn)和難點(diǎn)之一。

  中國(guó)科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所智能高分子團(tuán)隊(duì)的陳濤研究員和黃又舉研究員通過高分子表面接枝改性碳納米管薄膜，調(diào)節(jié)復(fù)合薄膜的表面和內(nèi)部組成與結(jié)構(gòu)，并與納米金粒子結(jié)合，構(gòu)建出系列多功能二維非對(duì)稱的油水分離膜材料，在綜合處理復(fù)雜組分油污廢水方面取得進(jìn)展。

  為有效去除油污中的有害污染物，研究人員將高密度負(fù)載金納米顆粒的復(fù)合微球（PS@AuNPs）與碳納米管薄膜相結(jié)合，構(gòu)建了一種表面水下超疏油、下層具有催化功能的多級(jí)復(fù)合薄膜（J. Mater. Chem. A, 2016, 4, 10810）。不僅可以高效快速分離油水乳液，而且水相流經(jīng)下層的彎曲孔道時(shí)，與孔道內(nèi)壁的金納米粒子充分接觸，水中有機(jī)污染物能被快速催化分解，從而同時(shí)實(shí)現(xiàn)油水乳液分離和催化分解水中的有機(jī)污染物，處理通量達(dá)到3500Lm^-2h^-1bar^-1，催化效率最高可達(dá)92.6%。

  近期，為了處理油污廢水中的金屬離子，從中選擇性回收再利用廢棄的貴金屬離子，研究人員合成了一種新型含有酰肼基團(tuán)的親水性高分子，并將其共價(jià)接枝在碳納米管表面，制備出具有超親水/水下超疏油表面的多功能碳納米管復(fù)合薄膜（J. Mater. Chem. A, 2018, 6, 10217，圖1）。

圖1 碳納米管/聚酰肼復(fù)合薄膜的構(gòu)建及其油水分離、貴金屬離子回收功能

  通過系統(tǒng)研究碳管表面高分子的結(jié)構(gòu)、官能團(tuán)含量、薄膜微觀結(jié)構(gòu)等，協(xié)同利用聚酰肼高分子刷的親水性、選擇還原性以及碳管薄膜的微孔結(jié)構(gòu)，不僅可以有效分離表面活性劑穩(wěn)定的油水乳液，同時(shí)還可以直接從油水乳液中選擇性回收貴金屬離子，并將其還原成納米粒子原位負(fù)載于碳管表面�；厥招纬尚×降馁F金屬納米粒子（粒徑小于10nm）具有良好的催化功能，進(jìn)一步用于催化分解水中的有機(jī)污染物，從而達(dá)到“以污治污”、綜合治理油污廢水的目的。

  該研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金、中國(guó)科學(xué)院前沿科學(xué)和教育局、中科院青年創(chuàng)新促進(jìn)會(huì)等項(xiàng)目的資助。

  論文鏈接：

  http://dx.doi.org/10.1039/C6TA04362C

  http://dx.doi.org/10.1039/C8TA01864B