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石墨烯纳米网膜助力提升水污染治理水平
2022年05月20日 09:10:10
来源：化工仪器网 作者：羊舌木 点击量：3944
新见解的发现，让含油废水的处理方式多了一种便捷、高效果的可能，使得能够进一步缓解目前淡水资源紧张的局势，并且能够让水资源的运用达到最大化的程度，同时做到资源的有效利用，实现资源的最大限度循环。
【化工仪器网 项目成果】含油废水是工业生产过程中排出的含油类物质的废水，所含的油类物质包括天然石油、石油产品、焦油及其分馏物，以及食用动植物油和脂肪类。而对于水体的污染来说，主要是石油和焦油。含油废水排入水体后将在水体表面产生油膜，阻碍大气复氧，断绝水体氧的来源，在滩涂还会影响养殖和滩涂开发利用。
随着工业化进程的加快和全球人口的持续增长，淡水资源严重短缺已日趋严重。含油废水已成为日常生活和食品、皮革、纺织、炼钢、石化等众多行业的主要环境问题。有资料表明，向水体排放1t油品，即可形成5x106㎡油膜；水中存在乳化油和溶解油时，由于好氧微生物作用，分解过程中会消耗水中溶解氧，使水体处于缺氧状态，影响鱼类和水生生物生存。
膜技术具有很多优势，包括高选择性分离、低能耗、简单的设备和低空间需求以及连续和自动操作，特别是对于乳化油/水混合物的分离。海南大学刘亚楠教授与英国伦敦大学教授马克·奥利维尔·科彭斯教授受细胞膜结构(包括具有用于选择性传输的亲水门和用于与水低摩擦的疏水通道的水通道蛋白)的启发，通过真空辅助自组装工艺制备造了一种石墨烯纳米网(GNM)膜。
他们在石墨烯纳米网膜上，合成纳米孔以减少传质通道的长度，结合石墨烯纳米片和水分子之间的低摩擦，实现了高渗透性。亲水的壳聚糖用于修饰GNM以构建水合层，从而抑制污染物接触膜表面。因此，该石墨烯纳米网膜的渗透通量几乎达到4000Lm-2 h-1 bar-1，约为GO膜渗透通量的260倍。
该网膜在水下具有高亲水性、超疏油性和低油粘附性，在用于分离各种表面活性剂稳定的水包油乳液时，表现出了优异的防污性能。不仅如此，该膜在分离多种表面活性剂稳定的水包油乳液方面表现出优异的防污性能，多种乳液的水通量恢复率均超过96.7%，循环3次后仍保持在95.2%以上。
编辑点评：随着我国工业技术的不断发展和新的污染物质的出现，很多工业生产所带来的含油废水的问题，对我国环境造成了很大的伤害，同时也给我国人身体素质带来了严重的危害。新见解的发现，让含油废水的处理方式多了一种便捷、高效果的可能，使得能够进一步缓解目前淡水资源紧张的局势，并且能够让水资源的运用达到最大化的程度，同时做到资源的有效利用，实现资源的最大限度循环。
相关成果以“受细胞膜启发的石墨烯纳米网膜用于水包油乳液快速分离”为题，发表在国际学术期刊《先进功能材料》上。
论文
资料参考：科技日报
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