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​助力油污染水处理,新型多孔团体资料可从水中吸取特定油

时间:2019-06-15来源:申博太阳城浏览次数:

在曩昔的几十年里,因为频仍的油污,产业化学品走漏和排挤含油污水,石油污染对水环境和生态学形成灾难性效果。因而,有用的油/水星散历程是对含油废水纯化具有重要意义。一般,油污染物在水中是不溶性烃或脂肪甘油酯,相干的油包水混合物主要有三种范例,自在浮油,不稳固的自在油滴和稳固的乳液(油滴直径<20μm)。通例的油/水星散手艺,如吸附、气浮、离心和化学凝结。星散效力低,动力本钱高,运作历程庞杂、二次污染等瑕玷,以至于很少能离开高度化的含油废水。新开辟的膜基于微滤(MF)、超滤(UF)和纳米过滤(NF)的星散手艺已被研讨用于含油污水的星散,因为其长处,如高星散效力,相对较低的本钱和操纵简朴。但是,仍存在严峻的局限性,包罗低渗入通量和高驱动压力几个条形,致使防污机能差。


近期,美国田纳西大学团结山东理工大学、河南郑州大学等国内四所大学研发了一种可以或许从水中吸取特定油的多孔团体资料(超疏水/超亲油的聚碳酸酯/碳纳米管多孔资料)。该团体资料孔隙率高达90.1%,水接触角159°,油接触角为0°,可以或许用于从油/水混合物中吸附种种范例的油/有机溶剂,并且吸附速度快、饱和度高、轮回才能强。


亮点


该多孔团体资料接纳羧基化的多层碳纳米管,基于该纳米管在有机溶剂中很好的分散性及其与PC稳固的作用力;


接纳热影响非溶剂引诱相星散法(TINIPS)制备新型多层微-纳米构造的单元多孔PC/cMWCNTs团体资料。



图1多孔PC/cMWCNTs团体资料的制备历程



图2(a)在团体资料截面上水滴(高锰酸钾染色)的数码照片;(b)水接触角;(c)大豆油对多孔团体资料的润湿性;(d)油的接触角;(e)水滴在团体资料正面滚落的数码照片;(f-g)多孔团体资料局部或悉数浸入水中的数码照片。


润湿性是油水星散吸附资料的一项症结特征。多孔资料的水、油接触角是用来权衡其亲水、亲油机能的目标。截面临水的接触角为159°、对油的接触角为0°,别的,水滴疾速从资料正面滚落,均注解该团体资料表现出优异的疏水和亲油特征。



图3在水表面的大豆油(a1-a3)、在水底部的四氯化碳(b1-b3)被选择性星散历程(大豆油和四氯化碳均用苏丹红3号染色)


​广东工业大学陈新教授团队采用激光在聚酰亚胺薄膜上加工出石墨烯及其图案

在过去的十年,石墨烯不论是在基础理论研究还是实际应用中都展示出了非比寻常的价值。但是,尽管有大量的研究致力于探索低温、无化学试剂制备高质量石墨烯的方法,但是直接在基底上加工出石墨烯的经济可行地的途径仍然亟待突破。 激光致石墨烯(Laser-induced graphene,LIG)是近年来发展的一种直接在富碳材料上加工石墨烯的新方法。该方法避免了使用昂贵的化学前驱体,可以快速地在目标基底上一次成型加工出石墨烯,极大地简化了加工步骤、降低了加工成本,具有极大的发展前景。但是,其加工机理仍不够清晰,且由于采用CO2激光器波长过长,严重制约了所加工的石墨烯质量及所形成的图案的加工精度。 广东工业大学精密电子制造技术与装备国家重点实验室陈新教授团队联合香港中文大学汪正平院士/赵铌教授团队组建课题组,通过理论预测与实验相结合,系统地研究了激光致石墨烯加工过程中的光与物质之间的相互作用,采用短波长的皮秒紫外激光,成功地在工业上常见的聚酰亚胺薄膜上加工出高质量的石墨烯及其图案,极大地提高了石


图4跟着对大豆油吸附时候和吸附动力模子(插进去图)转变而转变的吸附容量



图5 PC/cMWCNTs团体资料对种种有机溶剂和油的饱和吸附容量



图6多孔PC/cMWCNTs团体资料对经由过程离心后的种种油(a)和蒸发后的有机溶剂(b)的再轮回才能


多孔PC/cMWCNTs团体资料可以或许蒙受起相当于其本身分量400倍的分量而不发生任何变形。其经由10次轮回后饱和吸附容量没有显着转变,多孔PC/cMWCNTs团体资料有很好的再轮回才能。


研讨小结:


有分层微-纳米构造的多孔PC/cMWCNTs团体资料可以或许很轻易的经由过程TINIPS要领获得,无需模板和庞杂的装备。因为奇特的多孔构造,团体资料表现出优异的超疏水和超亲油特征以便可以或许从水中吸附油和有机溶剂,别的多孔团体资料表现出较快的吸附速度、高的饱和吸附容量以及优异的再轮回应用才能。该团体资料将在油污染水处理中起到极其重要的作用。


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