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 在過去的幾十年里，由于頻繁的油污，工業(yè)化學(xué)品泄漏和排出含油污水，石油污染對水環(huán)境和生態(tài)學(xué)造成災(zāi)難性后果。因此，有效的油/水分離過程是對含油廢水純化具有重要意義。通常，油污染物在水中是不溶性烴或脂肪甘油酯，相關(guān)的油包水混合物主要有三種類型，自由浮油，不穩(wěn)定的自由油滴和穩(wěn)定的乳液（油滴直徑＜20μm）。常規(guī)的油/水分離技術(shù)，如吸附、氣浮、離心和化學(xué)凝固。分離效率低，能源成本高，運(yùn)作過程復(fù)雜、二次污染等缺點(diǎn)，以至于很少能分開高度化的含油廢水。新開發(fā)的膜基于微濾（MF）、超濾（UF）和納米過濾（NF）的分離技術(shù)已被研究用于含油污水的分離，由于其優(yōu)點(diǎn)，如高分離效率，相對較低的成本和操作簡單。然而，仍存在嚴(yán)重的局限性，包括低滲透通量和高驅(qū)動壓力幾個條形，導(dǎo)致防污性能差。

近期，美國田納西大學(xué)聯(lián)合山東理工大學(xué)、河南鄭州大學(xué)等國內(nèi)四所大學(xué)研發(fā)了一種可以從水中吸收特定油的多孔整體材料（超疏水/超親油的聚碳酸酯/碳納米管多孔材料）。該整體材料孔隙率高達(dá)90.1%，水接觸角159°，油接觸角為0°，可以用于從油/水混合物中吸附各種類型的油/有機(jī)溶劑，而且吸附速度快、飽和度高、循環(huán)能力強(qiáng)。

亮點(diǎn)

該多孔整體材料采用羧基化的多層碳納米管，基于該納米管在有機(jī)溶劑中很好的分散性及其與PC牢固的作用力；

采用熱影響非溶劑誘導(dǎo)相分離法(TINIPS)制備新型多層微-納米結(jié)構(gòu)的單位多孔PC/cMWCNTs整體材料。

圖1 多孔PC/cMWCNTs 整體材料的制備過程

圖2 (a)在整體材料截面上水滴(高錳酸鉀染色)的數(shù)碼照片；(b)水接觸角；(c)大豆油對多孔整體材料的潤濕性；(d)油的接觸角；(e)水滴在整體材料側(cè)面滾落的數(shù)碼照片；(f-g)多孔整體材料部分或全部浸入水中的數(shù)碼照片。

潤濕性是油水分離吸附材料的一項(xiàng)關(guān)鍵特性。多孔材料的水、油接觸角是用來衡量其親水、親油性能的指標(biāo)。截面對水的接觸角為159°、對油的接觸角為0°，此外，水滴快速從材料側(cè)面滾落，均表明該整體材料表現(xiàn)出優(yōu)異的疏水和親油特性。

圖3在水表面的大豆油(a1-a3)、在水底部的四氯化碳(b1-b3)被選擇性分離過程(大豆油和四氯化碳均用蘇丹紅3號染色)

圖4 隨著對大豆油吸附時間和吸附動力模型(插入圖)變化而變化的吸附容量

圖5 PC/cMWCNTs整體材料對各種有機(jī)溶劑和油的飽和吸附容量

圖6 多孔PC/cMWCNTs整體材料對通過離心后的各種油(a)和蒸發(fā)后的有機(jī)溶劑(b)的再循環(huán)能力

多孔PC/cMWCNTs整體材料可以承受起相當(dāng)于其自身重量400倍的重量而不發(fā)生任何變形。其經(jīng)過10次循環(huán)后飽和吸附容量沒有明顯改變，多孔PC/cMWCNTs整體材料有很好的再循環(huán)能力。