導(dǎo)讀如今，工業(yè)排放、石油泄漏等產(chǎn)生的大量含油廢水，是對(duì)生態(tài)環(huán)境的重大威脅。應(yīng)對(duì)含油廢水污染問題的關(guān)鍵，正在于油水分離技術(shù)。相較于重力沉降、高速離心等傳統(tǒng)油水分離....

如今，工業(yè)排放、石油泄漏等產(chǎn)生的大量含油廢水，是對(duì)生態(tài)環(huán)境的重大威脅。應(yīng)對(duì)含油廢水污染問題的關(guān)鍵，正在于油水分離技術(shù)。相較于重力沉降、高速離心等傳統(tǒng)油水分離方法，膜分離技術(shù)是近二十年來的一顆“新星”。只需使含油廢水通過一層膜材料，就可以低能耗地將水中的油過濾掉。

從木材到油水分離膜材料 | 參考文獻(xiàn)[1]

油水分離膜材料由基體和高分子涂覆層兩部分組成。這些高分子聚合物通常是水下超疏油（underwater oleophobicity）的，近年來廣泛使用的包括偏氟乙烯（PVDF）、聚丙烯（PP）、聚丙烯（PAN）、尼龍等等。但是，這些高分子聚合物難以降解，雖然處理了含油廢水，卻又會(huì)引來“白色污染”。因此，可生物降解的、環(huán)境友好的高效油水分離膜材料亟待開發(fā)。

中國(guó)科學(xué)院山西煤化學(xué)研究所的鄧天昇課題組成功開發(fā)出了一種新型的可生物降解的“全纖維素”油水分離膜，研究結(jié)果發(fā)表在Green Energy & Environment雜志上。

論文截圖

為了解決高分子聚合物難生物降解的問題，鄧天昇研究員和他的團(tuán)隊(duì)選擇了來自植物的纖維素作為原料——纖維素可以從木材、棉花和其他植物中提取，也是我們?nèi)粘Ｉ钪惺褂玫募垙埖幕窘M成，具有無毒和無害的性質(zhì)。研究人員通過簡(jiǎn)單的浸漬方法，將微晶纖維素與價(jià)格低廉且多孔的商用濾紙復(fù)合，得到了高干濕機(jī)械強(qiáng)度的“全纖維素復(fù)合濾紙”。

值得關(guān)注的是，當(dāng)此分離膜與水接觸時(shí)，會(huì)形成纖維素水凝膠。當(dāng)油/水乳液或油水混合物暴露于膜表面時(shí)，被表面活性劑穩(wěn)定的小油滴會(huì)進(jìn)入水凝膠的納米孔，逐漸固結(jié)成較大的油滴，從而達(dá)到局部破乳效果。當(dāng)油滴固結(jié)到一定大小，它們將上浮形成游離油層。同時(shí)，水則沿著水凝膠表面逐漸轉(zhuǎn)移到下部。如此實(shí)現(xiàn)了油水的有效分離。

油

水分離過程示意圖 | 參考文獻(xiàn)[1]

鄧天昇研究員介紹說：“纖維素鏈之間因氫鍵作用而有著緊密的結(jié)合，缺陷很少，由此使得膜有著較高的干濕機(jī)械性能，應(yīng)用方式變得廣泛，在水中使用時(shí)也能保持穩(wěn)定。我們相信這是在治理污染方面向前邁出的重要一步。”

“全纖維素復(fù)合濾紙”油水分離膜的分離效果（正己烷、水混合物）：可達(dá)95.0% | 參考文獻(xiàn)[1]

參考文獻(xiàn)

[1] Wang, C., Wu, S., Zhang, N., Jiang, Z., Hou, X., Huang, L. & Deng a, T. (2022). Efficient oil-water separation by novel biodegradable all cellulose composite filter paper. Green Energy & Environment, 7(3), 485-491. https://doi.org/10.1016/j.gee.2022.03.013

[2]https://phys.org/news/2022-06-fully-biodegradable-cellulose-membrane-effective.html

編譯：竹子

編輯：靳小明

排版：尹寧流

研究團(tuán)隊(duì)

通訊作者 侯相林：中國(guó)科學(xué)院山西煤化學(xué)研究所研究員，博士生導(dǎo)師。

通訊作者 黃龍：北京石油化工學(xué)院副教授，碩士生導(dǎo)師。

通訊作者 鄧天昇：中國(guó)科學(xué)院山西煤化學(xué)研究所研究員，博士生導(dǎo)師。

（共同）第一作者 王馳洲，中國(guó)科學(xué)院山西煤化學(xué)研究所。

（共同）第一作者武少弟：中國(guó)科學(xué)院山西煤化學(xué)研究所。

論文信息

發(fā)布期刊Green Energy & Environment

（在線）發(fā)布時(shí)間2022年4月6日

論文標(biāo)題

Efficient oil-water separation by novel biodegradable all cellulose composite filter paper

(DOI：https://doi.org/10.1016/j.gee.2022.03.013）

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