【乌鲁木齐晚报】新疆科研人员成功制备两种油水分离膜材料

发布时间:2022-04-14
 
[video:2022-4-13 油水分离报道]
  乌鲁木齐晚报全媒体讯(文图/记者梁乐)
  中科院新疆理化所马鹏程研究员带领的科研团队,近期以玄武岩纤维和工业化无纺布,分别制备出两种可用于油水分离的膜材料。此外,还进一步探明了乳液油水分离机理,一定程度上填补了该领域的研究空白。
  4月13日,在中科院新疆理化所马鹏程研究团队的实验室里,吕重江博士正在进行油水分离实验。只见一瓶红蓝相间的混合液体被倒入量杯中(红色为油、蓝色为纯净水),在通过一块棉布材质的薄膜后,红色液体停留在薄膜上层,而蓝色液体则迅速渗透薄膜流到底部。
  “这就是简单的油水分离过程,起作用的就是这片膜材料。”吕重江先容,这种膜材料的原料为已经广泛应用的工业无纺布。无纺布本身没有亲水性,通过一定比例的氢氧化钠和双氧水混合溶液改性后,使其具备亲水疏油的特性,从而成为一种良好的油水分离膜材料。

  “大家只需采用很少的化学试剂处理就可以制备这种材料,而且经过强酸强碱实验,材料的性质几乎不会发生变化。”吕重江说,这种膜材料制备方法简单,性能可靠,液体分离效率也较高,适合大范围应用和推广。
  马鹏程先容,相比油水界限明显的简单混合物,乳液状的油水混合物处理难度则要更高一些。对此,团队成员以玄武岩纤维织物和聚乙烯醇为原料,通过引入表面交联的方法,制备出一种具有三明治结构的亲水型复合膜材料。该复合膜能有效分离多种油水混合物和水包油型乳化液,并具有优异的耐酸、耐碱性能和水下自清洁能力。
  马鹏程说,当乳液与复合膜接触时,体系中的水会以置换方式通过膜材料表面,而玄武岩纤维织物结构中存在大量微小通道,从而提供了大量的“毛细血管”促进乳液中水相的连续通过。
  随着乳液中水含量不断减少,油滴浓度不断增加,油滴之间的碰撞机率也不断提高,从而引发小油滴聚集并形成大油滴,进一步破坏整个乳液体系的稳定性,最终实现乳液的油水分离。
  马鹏程先容,基于这种实验现象,团队提出了“聚集诱导破乳”的油水分离机理,填补了相关领域的理论空白。相关研究工作近期发表在Aggregate杂志上,并被选为发表当期内封面。