含油污水,尤其是原油采出水對(duì)生態(tài)環(huán)境造成巨大威脅。傳統(tǒng)的分離膜均是基于“尺寸篩分”機(jī)制對(duì)油/水乳液進(jìn)行分離,然而,由于乳液無(wú)法自發(fā)聚集成尺寸更大的液滴,該機(jī)制在分離尺寸較小且界面穩(wěn)定的微小油/水乳液時(shí)較為困難。為達(dá)到更好的分離效果,膜的孔徑需小于液滴的尺寸,這將導(dǎo)致膜的分離通量明顯降低。膜破乳可使油/水乳液破乳分層為油和水,是實(shí)現(xiàn)高效乳液分離的有效方法。但是,單一的超親水膜因無(wú)法與非離子表面活性劑發(fā)生相互作用,無(wú)法對(duì)其穩(wěn)定的油/水乳液進(jìn)行分離。
基于此,浙江理工大學(xué)易玲敏教授團(tuán)隊(duì)受沙漠甲蟲(chóng)定向運(yùn)輸空氣中水分的啟發(fā),設(shè)計(jì)制備了非均相潤(rùn)濕性玻璃纖維分離膜(GFM/SSP),實(shí)現(xiàn)了原油/水乳液的有效破乳和分離(圖1)。GFM/SSP膜表面由強(qiáng)親水SB區(qū)域和弱親水SiO2/PVA區(qū)域組成,兩區(qū)域?qū)λ陀偷挠H和力不同。水分在兩區(qū)域的擴(kuò)散滲透速率有明顯差異,相比弱親水區(qū)組分SiO2/PVA,水團(tuán)簇分子在強(qiáng)親水的SB表面具有更快的潤(rùn)濕鋪展速率(圖2)。油/水乳液經(jīng)此膜時(shí),油水受力不均實(shí)現(xiàn)破乳,油滴被弱親水區(qū)捕獲、聚集、上浮而實(shí)現(xiàn)分離(圖1)。
論文全文(DOI):https://doi.org/10.1016/j.cej.2024.151466
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