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科学家开发新型海绵,可快速吸附工业废水中的微小油滴

2024-11-29 218


为了去除工业废水中的微小油滴,英国帝国学院(Imperial College)研究团队开发了一种新型海绵,只需放入水中便能在短时间内吸附 90% 以上的油,随着研究持续,团队相信海绵也能对石油开采时造成水质污染提供协助。

在多伦多大学(U Toronto)就读博士时,Pavani Cherukupally 使用聚胺酯(PU)开发了吸油海绵的早期版本,在调整孔径、表面化学性质及表面积后,Cherukupally 赋予了海绵强力吸附油滴并让水通过的能力。

尽管在实验中,早期版本已经能够吸附废水样本中 95% 的油,但也花上了 3 个小时的时间,另一方面,它还得在 pH 值 5.6 的水中才能达到最佳效果,考量到需要处理的水 pH 值范围可能从 4-10,两者都使早期版本要在现实世界中应用仍不切实际。

为了让海绵达到足以实用化的成效,Cherukupally 在进入帝国学院后集结了此处与多伦多大学两边的团队,透过添加微晶硅(nc-Si)颗粒解决了这些缺点。

这些涂层可以更好地调整海绵的表面积和表面化学性质,使其能在更广的 pH 范围内更快速的吸附油滴,与过去得花上 3 小时相比,新版海绵现在只需要 10 分钟便能吸附 90% 油滴。

▲ 清洁前及清洁后的废水。(Source:多伦多大学/Kevin Soobrian)

一但海绵被油浸透,使用者只需要简单将其从水中移出,再使用溶剂除去吸附的油,便可以将海绵再度投入使用。

虽然海绵是为工业废水处理所设计,但论文合著者、华盛顿大学 Amy Bilton 认为,海绵仍有更广泛的用途等待发掘。

除了设备故障导致的大型漏油事件,在开采石油钻探海床时也会将微小油滴释出影响周围水质。由于目前多数材料仅用来大面积浮油清理,科学家们正在寻找清洁水中微小油滴的新方法。而团队开发的海绵只要使其适应淡水、海洋条件,便可以用来解决微小油滴,甚至是天然气、采矿和纺织工业导致的环境污染。

Cherukupally 和团队将持续改善海绵在吸附原油、从盐水中去除细菌的功能,并希望使其在发展中国家也能负担得起。研究论文已经刊载于《Nature Sustainability》期刊。

  • Simple sponge excels at capturing oil droplets
  • Oil-catching sponge could soak up residue from offshore drilling
  • Oil-adsorbing sponge could prevent environmental contamination

(首图来源:多伦多大学/Kevin Soobrian)

2019-12-20 04:04:00

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