近日,中國(guó)科學(xué)院理化技術(shù)研究所仿生材料與界面科學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室提出了全新的表面異質(zhì)納米結(jié)構(gòu)化顆粒全分散策略,制備了全分散的親水-疏水異質(zhì)微球。這些微球在一系列溶劑(水、乙醇、辛烷等)中展示出全分散的優(yōu)異性能,并實(shí)現(xiàn)了從廢水中回收有機(jī)染料。

有數(shù)據(jù)表明,全球有機(jī)染料的產(chǎn)量達(dá)到70萬(wàn)噸/年,但其中近10%～15%被排放到工業(yè)和家庭廢水中,已成為水污染的重要源頭,對(duì)生態(tài)環(huán)境和公眾健康構(gòu)成威脅。

近年來(lái),理化所研究員王樹濤團(tuán)隊(duì)提出了乳液界面聚合合成異質(zhì)結(jié)構(gòu)微球的新方法,并在其高效分離應(yīng)用上取得了一系列創(chuàng)新性成果:發(fā)展了多種乳液界面聚合合成方法,制備了一系列具有不同尺寸、化學(xué)組成、孔隙、表面納米結(jié)構(gòu)的異質(zhì)微球。

親水-疏水異質(zhì)微球表面具有交替的親水、疏水成分。這種結(jié)構(gòu)既利于高極性溶劑(水)的鋪展,又利于中等極性溶劑(乙醇等有機(jī)溶劑)、低極性溶劑(辛烷等油性有機(jī)溶劑)的鋪展。此外,在親水區(qū),易引入帶電基團(tuán),這些基團(tuán)能為顆粒間提供靜電排斥作用,從而在不同溶劑中實(shí)現(xiàn)良好的分散。

利用這種獨(dú)特的全分散性,該團(tuán)隊(duì)發(fā)展了一種從含有機(jī)染料的廢水中分離回收染料的策略。染料在水中被吸附到微球上,通過(guò)過(guò)濾得到凈化的水與吸附了染料的微球,再將這些微球分散到有機(jī)溶劑中實(shí)現(xiàn)染料的脫附,通過(guò)過(guò)濾得到溶解了染料的有機(jī)溶劑,染料通過(guò)蒸餾被回收,同時(shí)微球被循環(huán)利用。

親水-疏水異質(zhì)微球?yàn)橛袡C(jī)染料的回收提供了一類頗具前景的材料?；厥沼袡C(jī)染料的過(guò)程中,只需加入有機(jī)溶劑,無(wú)需加入含有無(wú)機(jī)酸、堿或鹽的洗脫液。有機(jī)溶劑易通過(guò)簡(jiǎn)單的蒸餾從染料中去除,避免了去除無(wú)機(jī)酸、堿和鹽的復(fù)雜步驟。這類材料在環(huán)境污染物處理、資源回收利用、海洋資源富集提取、生物分子檢測(cè)等復(fù)雜樣品的分離分析領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。