近日，由我校賈傳坤教授團(tuán)隊(duì)和重慶大學(xué)孫立東教授、中科院金屬研究所韓拯研究員共同主導(dǎo)，聯(lián)合新加坡科技局化學(xué)與工程研究院等國(guó)際團(tuán)隊(duì)，在油水分離研究技術(shù)方面取得了突破性進(jìn)展。團(tuán)隊(duì)開發(fā)出一種滲透陽(yáng)極氧化法，實(shí)現(xiàn)了在多孔鈦三維微通道內(nèi)（孔徑10-100微米，厚度1-5毫米）超親水涂層全覆蓋，使水滴在多孔鈦的滲透速率提高5個(gè)數(shù)量級(jí)，并且油水乳液經(jīng)微通道過(guò)濾獲得了高純水相，其總有機(jī)碳含量低至25ppm以下，油水分離效率達(dá)到99.9%以上。該項(xiàng)研究成果于2018年8月31日在Cell出版社旗下子刊iScience期刊上公開發(fā)表。
油水分離是一種將油水混合物分離以實(shí)現(xiàn)廢油回收利用、污水凈化排放的綠色技術(shù)，被廣泛應(yīng)用于餐飲廢水處理、生活污水處理、石油化工工業(yè)等領(lǐng)域。傳統(tǒng)分離方法局限于油滴尺寸較大的情況，當(dāng)油滴尺寸小至幾十微米以下，幾乎失去分離效果。常用的有機(jī)超濾膜、金屬細(xì)絲編織的網(wǎng)狀材料又存在化學(xué)穩(wěn)定性差（存在反應(yīng)、溶脹問(wèn)題）、機(jī)械穩(wěn)定性差（承壓能力低、易破損），限制其應(yīng)用。
鑒于上述難題，研究團(tuán)隊(duì)采用多孔金屬材料（多孔鈦內(nèi)部具有微米級(jí)三維通道網(wǎng)絡(luò)，既滿足孔隙率要求，又具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性、耐酸堿腐蝕性、抗氧化性，且比強(qiáng)度高），開發(fā)了滲透陽(yáng)極氧化法，在多孔鈦三維微通道內(nèi)制備和調(diào)控超親水納米管涂層，最終實(shí)現(xiàn)油水乳液的高效分離。該研究結(jié)果突破傳統(tǒng)油水分離技術(shù)瓶頸，具有廣泛的應(yīng)用前景。基于該項(xiàng)技術(shù)的國(guó)際先進(jìn)性，湖南國(guó)昶能源科技有限公司已先期資助團(tuán)隊(duì)進(jìn)行產(chǎn)品開發(fā)，目前小試原型機(jī)已研制成功，可實(shí)現(xiàn)針對(duì)餐飲和食品加工等行業(yè)含油污水的高效分離。
該研究工作得到了國(guó)家自然科學(xué)基金（51871037, 51501024, 11504385, 51627801）、重慶市基礎(chǔ)與前沿研究計(jì)劃（cstc2015jcyjA90004）、中央高?；究蒲袠I(yè)務(wù)費(fèi)（2018CDQYCL0027）、機(jī)械傳動(dòng)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、先進(jìn)能源材料化學(xué)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室和湖南省團(tuán)隊(duì)百人計(jì)劃的資助。重慶大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院博士生金鑒為論文第一作者，我校賈傳坤教授為本文第一通訊作者、中科院金屬研究所韓拯研究員、重慶大學(xué)孫立東教授為共同通訊作者。
圖1. 超親水微通道及油水分離示意圖
Cell期刊是與science，nature并列的世界三大主刊之一，主要關(guān)注生命科學(xué)。cell目前有三大子刊，分別是chem，joule和iScience，iScience主要關(guān)注生命，環(huán)境等領(lǐng)域最前沿的研究工作。剛剛創(chuàng)刊就引起世界科研界高度重視和高度評(píng)價(jià)，將會(huì)成為生命和環(huán)境領(lǐng)域最知名期刊之一。
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(文\ 張凌 審\張國(guó)強(qiáng)）
