文/科 圓

新材料實(shí)現(xiàn)油水高效分離

文/科 圓

隨著越來越多的工業(yè)含油廢水的產(chǎn)生以及不斷發(fā)生的石油泄漏事件，對高效油水分離材料和技術(shù)的需求越來越迫切。據(jù)了解，具有超疏水/超親油特性的磁性納米微?？蓪?shí)現(xiàn)油水分離。然而，其分離效率遠(yuǎn)未達(dá)到實(shí)際使用要求。盡管通過適當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)可改善復(fù)合微粒油水分離效率，但往往忽略了微納顆粒高比表面積的優(yōu)勢。而且，由于在水中分散性較差，傳統(tǒng)的超疏水/超親油納米微粒不適用于微乳液分離。

中國科學(xué)院蘭州化學(xué)物理研究所聚合物自潤滑復(fù)合材料研究組近期發(fā)展了一種新型聚合物刷接枝磁性復(fù)合微粒，可實(shí)現(xiàn)高效油水分離。研究人員將聚(N-異丙基丙烯酰胺)（PNIPAM）接枝在二氧化硅包裹四氧化三鐵納米微球上，制備了聚合物刷接枝磁性復(fù)合微粒，利用他們特殊的潤濕性將其應(yīng)用于油水分離。

與重力驅(qū)動(dòng)油水分離不同，該聚合物刷接枝磁性復(fù)合微?？勺鳛楣腆w穩(wěn)定劑擴(kuò)散到油水界面區(qū)域，通過體積排阻作用將油水直接接觸界面最小化。同時(shí)，在外部磁場作用下，可輕易將皮克林乳液從油水混合物中分離。當(dāng)乳液從室溫加熱到PNIPAM的相轉(zhuǎn)變溫度(35℃)以上時(shí)，PNIPAM的潤濕特性發(fā)生轉(zhuǎn)變，使皮克林乳液失去穩(wěn)定性，從而釋放油。研究人員以甲苯/水等微乳液為例，使用該材料實(shí)現(xiàn)了較高的油水分離效率，且經(jīng)過多次循環(huán)利用后，復(fù)合微粒仍能保持較高的分離效率。

相比傳統(tǒng)的超疏水/超親水微粒進(jìn)行油水分離，該方法利用PNIPAM特殊潤濕性能的同時(shí)，充分發(fā)揮了微納米顆粒高比表面積的優(yōu)勢，極大地提高了微納米顆粒油水分離效率。該新材料有望在油水分離領(lǐng)域獲得廣泛應(yīng)用。