廚房設(shè)備制造中有一關(guān)鍵節(jié)點(diǎn),油膩膩難清洗的廚房廚具炊具誰也愛不起來。近日,江蘇蘇州納米所高粘度油水分離研究取得新進(jìn)展,這種油水分離技術(shù)的突破將對廚房設(shè)備制造行業(yè)產(chǎn)生非常積極的影響,油水分離器能否迎來新式革命將值得期待。
形形色色的“油”推動了社會的發(fā)展,提高了生活的品質(zhì),可以說,人離不開油。然而,因海洋漏油、工業(yè)廢油和生活用油等產(chǎn)生的含油廢污水也嚴(yán)重破壞生態(tài)環(huán)境、危害人類健康,成為人類生存發(fā)展的新挑戰(zhàn),油水分離也成為全世界共同的研究課題。在油水分離中最令人頭疼的難題之一是原油、重油等高粘度油的分離或漏油處理,該類油極易粘附并污染分離材料和設(shè)施,造成其功能失效,很多超浸潤材料也不能幸免。
為攻克這一難題,中國科學(xué)院蘇州納米技術(shù)與納米仿生研究所靳健課題組將具有強(qiáng)吸水能力和親水性能的水凝膠材料與傳統(tǒng)高分子成膜材料有機(jī)結(jié)合,成功制備了對原油、重油等高粘度油具有水中超疏、零粘附、抗污染、自清潔功能的高強(qiáng)度離子化水凝膠聚合物膜材料。該材料是由聚丙烯酸接枝的聚偏氟乙烯(PAA-g-PVDF)通過堿誘導(dǎo)相轉(zhuǎn)化方法制備,在相轉(zhuǎn)化過程中PVDF接枝的PAA發(fā)生原位離子化,形成水合能力更強(qiáng)的聚丙烯酸鈉(PAAS)水凝膠區(qū),從而賦予PAAS-g-PVDF膜優(yōu)異的水中超疏油、零油粘附性能。
PAAS-g-PVDF對原油、重油等高粘度油均展現(xiàn)出大于165°的水中疏油角和幾乎為零的油粘附力。PAAS-g-PVDF能涂覆到各種基材上形成涂層,也可以直接利用溶劑相轉(zhuǎn)化工藝制成多孔濾膜,其對高粘度油具有優(yōu)異的水中抗粘附和自清潔功能,原油在水中無法粘附、污染PAAS-g-PVDF。即使PAAS-g-PVDF在空氣中接觸原油,將其放入水中原油會自動脫離,實(shí)現(xiàn)自清潔。該涂層材料可用于原油泄漏時所需的防油服、防油設(shè)施等,具有極大應(yīng)用前景。
PAAS-g-PVDF涂覆的絲網(wǎng)膜可以實(shí)現(xiàn)快速、高效的高粘度油/水分離。以粘度高達(dá)21mPas?1的原油為例,僅在重力作用下,分離時水通量達(dá)到50000Lm-2h-1,分離后水中油含量低至0.5ppm,收集的原油純度達(dá)到98.7%。同時,該網(wǎng)膜用簡單的水清洗即可以重復(fù)使用。
為什么該離子化的水凝膠聚合物具有如此優(yōu)異的抗原油黏附性能?為此研究人員進(jìn)行了分子動態(tài)模擬計(jì)算,結(jié)果表明離子化的PAAS比未離子化的PAA能形成更穩(wěn)定的氫鍵網(wǎng)絡(luò),束縛更多的水分子,水分子脫離束縛能更大,因而可以形成更強(qiáng)、更穩(wěn)定的水合保護(hù)層,從而賦予PAAS-g-PVDF超強(qiáng)的超疏油和抗油黏附性能。
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