近日,廣西大學天然高分子改性與生態功能材料團隊在生物質氣凝膠研究領域取得重要進展,研究成果以“Self-Assembly Construction of Biomass Aerogel with Tip-To-Based Gradient Porous Structure to Break Trade-Off Effect for Efficient Water/Oil Separation”為題發表在國際頂級學術期刊Advanced Functional Materials上。該論文第一作者為2022級博士研究生梁恣榮,通訊作者為黃祖強教授、張燕娟教授,廣西大學是唯一完成單位。
在油品的加工、運輸和儲存過程中,水分含量不可避免地增加,導致油品劣化形成乳化油。三維生物質氣凝膠被認為是很有應用前景的水/油分離材料,但其微孔和介孔網絡相互連接,油易于被毛細管力保留在其中,不利于油相的滲透。通過調節生物質氣凝膠的孔結構可以降低傳質阻力,提高水/油分離的通量,但仍然存在復雜乳液體系中分離通量與截留率之間的權衡效應。基于此,該團隊受植物維管束獨特管道結構的啟發,創新性地提出了一種焓-熵共驅動策略,通過單寧酸/直鏈淀粉非共價鍵自組裝和硼酸酯鍵動態交聯,設計合成具有自頂端至底部沿軸向增寬的梯度多孔結構、可自修復的生物質氣凝膠。該氣凝膠獨特的多孔結構有效打破了傳統水/油分離材料在通量與截留率之間的權衡效應,實現高效水/油分離,且具有機械損傷、化學侵蝕自修復功能和生物降解性能,具有廣闊的應用前景。 據悉,該團隊在天然高分子基功能材料領域開展了系列研究,在Advanced Functional Materials、Composites Part B、Chemical Engineering Journal、Carbohydrate Polymers、Bioresource Technology等國際重要期刊發表數篇學術論文,得到國家自然科學基金、廣西自然科學基金重大和重點項目的資助。 |