卡塔爾大學(xué)化學(xué)和地球科學(xué)系本科生Maimoona Mohamed 和Nada Yahya Deyab 與他們的導(dǎo)師分析化學(xué)副教授Shabi Abbas Zaidi 博士一起，在油水分離的難題上取得了重大進(jìn)展。

他們的研究重點是開發(fā)一種新型材料，用于從油水混合物中高效分離出石油。通過使用還原氧化石墨烯（rGO）對聚氨酯（PU）海綿和棉進(jìn)行改性，他們在疏水性、吸油功效、可重復(fù)使用性和成本效益方面取得了可喜的成果，為解決石油泄漏造成的嚴(yán)重的水污染和土壤污染問題提供了一種前景廣闊的解決方案。

長期以來，由于運輸、家庭使用和工業(yè)活動造成的石油泄漏對環(huán)境的有害影響一直是人們關(guān)注的焦點。

科學(xué)界一直在積極尋求從水中回收和分離石油的有效方法，卡塔爾大學(xué)的團(tuán)隊在這方面取得了重大進(jìn)展。

聚氨酯海綿的三維多孔結(jié)構(gòu)在油水分離中顯示出應(yīng)用前景。但是，疏水性差卻限制了其吸油效率。為了克服這一限制，研究小組專注于通過用氧化石墨烯（GO）來調(diào)整海綿增強(qiáng)其疏水性，隨后使用現(xiàn)成的綠色還原劑L-抗壞血酸（L-AA）將其還原為還原氧化石墨烯（rGO）。

合成氧化石墨烯（GO）的過程是將1 g 石墨片與23 mL 98% 的硫酸混合，然后在室溫下攪拌24 h。隨后，加入100 mg 硝酸鈉，并將混合物攪拌30 min。

隨后，逐漸加入3 g 高錳酸鉀，將所得混合物加熱并攪拌約30min。

進(jìn)一步加入水，然后加入10 L 30% 雙氧水，完成合成過程。然后離心分離得到的氧化石墨烯（GO），除去未氧化的石墨，干燥得到粉末狀物質(zhì)。將合成的單片氧化石墨烯（GO）分散在蒸餾水中，用于還原和改性研究。

為了制造rGO-PU 海綿，研究小組采用了一種利用L- 抗壞血酸作為還原劑的綠色方法。首先將聚氨酯海綿切成小塊，在干燥前用蒸餾水和丙酮徹底沖洗。通過超聲制備氧化石墨烯（GO）水分散液，并將L- 抗壞血酸溶于其中。將干燥的聚氨酯海綿浸入該混合物中，在輕度攪拌下放置48 h。

然后，將海綿清洗并干燥，得到rGO-PU 海綿。用同樣的方法也可以得到rGO- 棉。與未改性海綿相比，rGO-PU 和rGO- 棉的改性表面均表現(xiàn)出優(yōu)異的吸收性和水接觸角。

通過吸收和收集油水混合物中的油，rGO-PU 海綿的卓越性能得到了驗證，其回收率高達(dá)97%。

此外，rGO-PU 海綿表現(xiàn)出優(yōu)異的可重復(fù)使用性和可壓縮性，沒有任何開裂或滲漏跡象。在一項比較研究中，該團(tuán)隊發(fā)現(xiàn)，在各種樣品中，rGO-PU 海綿的高度可壓縮性和多孔性優(yōu)于rGO 棉。

摘編自“PUWORLD”