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我校贾传坤教授团队在油水分离研究技术方面取得突破性进展,研究成果发表于Cell子刊iScience

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2018年09月02日 10:52 来源:科学研究部

近日,由我校贾传坤教授团队和重庆大学孙立东教授、中科院金属研究所韩拯研究员共同主导,联合新加坡科技局化学与工程研究院等国际团队,在油水分离研究技术方面取得了突破性进展。团队开发出一种渗透阳极氧化法,实现了在多孔钛三维微通道内(孔径10-100微米,厚度1-5毫米)超亲水涂层全覆盖,使水滴在多孔钛的渗透速率提高5个数量级,并且油水乳液经微通道过滤获得了高纯水相,其总有机碳含量低至25ppm以下,油水分离效率达到99.9%以上。该项研究成果于2018年8月31日在Cell出版社旗下子刊iScience期刊上公开发表。

油水分离是一种将油水混合物分离以实现废油回收利用、污水净化排放的绿色技术,被广泛应用于餐饮废水处理、生活污水处理、石油化工工业等领域。传统分离方法局限于油滴尺寸较大的情况,当油滴尺寸小至几十微米以下,几乎失去分离效果。常用的有机超滤膜、金属细丝编织的网状材料又存在化学稳定性差(存在反应、溶胀问题)、机械稳定性差(承压能力低、易破损),限制其应用。

鉴于上述难题,研究团队采用多孔金属材料(多孔钛内部具有微米级三维通道网络,既满足孔隙率要求,又具有良好的化学稳定性、耐酸碱腐蚀性、抗氧化性,且比强度高),开发了渗透阳极氧化法,在多孔钛三维微通道内制备和调控超亲水纳米管涂层,最终实现油水乳液的高效分离。该研究结果突破传统油水分离技术瓶颈,具有广泛的应用前景。基于该项技术的国际先进性,湖南国昶能源科技有限公司已先期资助团队进行产品开发,目前小试原型机已研制成功,可实现针对餐饮和食品加工等行业含油污水的高效分离。

该研究工作得到了国家自然科学基金(51871037, 51501024, 11504385,51627801)、重庆市基础与前沿研究计划(cstc2015jcyjA90004)、中央高校基本科研业务费(2018CDQYCL0027)、机械传动国家重点实验室、先进能源材料化学教育部重点实验室和湖南省团队百人计划的资助。重庆大学材料科学与工程学院博士生金鉴为论文第一作者,我校贾传坤教授为本文第一通讯作者、中科院金属研究所韩拯研究员、重庆大学孙立东教授为共同通讯作者。

 

 超亲水微通道及油水分离示意图

 Cell期刊是与science,nature并列的世界三大主刊之一,主要关注生命科学。cell目前有三大子刊,分别是chem,joule和iScience,iScience主要关注生命环境等领域最前沿的研究工作。

全文链接:

https://www.cell.com/iscience/fulltext/S2589-0042(18)30116-0#secsectitle0090

                                                 (文 \何小勇  审\张国强)

 

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