无机氧化物薄膜用于乳液分离的研究取得新进展

 

近日,清华大学化学系冯琳课题组在《自然》子刊《科学报道》上发表题为《纯无机物氧化锌-四氧化三钴堆叠薄膜用于高效乳液分离的研究》(A Pure Inorganic ZnO-Co3O4 Overlapped Membrane for Efficient Oil/Water Emulsions Separation)的研究论文。该研究工作得到国家自然科学基金及科技部863计划课题的支持。

随着生产和生活中含油污水的大量排放,以及海上原油泄漏事故的频频发生,对于油水分离材料的探索与研究已经成为关系到人民生活、经济发展与环境安全的重要课题。课题组将特殊浸润性应用于油水分离材料,通过构筑合适的表面组成和粗糙结构,成功得到了系列高效、稳定、实用的油水分离材料。最近,他们在无机氧化物薄膜应用于乳化的油水混合物分离方面取得了新进展。该工作利用简便而环境友好的水热方法,将氧化锌、四氧化三钴先后生长于一张粗糙化的网膜上,得到了纯无机氧化物堆叠的分离薄膜。研究发现,该薄膜同时具有水下超疏油以及油下超疏水的性质,能够有效地对各种水包油型和油包水型乳液进行分离,同时表现出优异的抗污染性能。这一研究结果将为无机氧化物应用于油水分离领域研究提供重要的理论和借鉴意义。(参见Sci. Rep. 2015, 5, 9688. www.nature.com/srep/2015/150422/srep09688/full/srep09688.html

 

图:ZnO-Co3O4堆叠薄膜结构示意图和乳液分离性能

 

冯琳课题组长期从事特殊浸润性用于油水分离纳米界面材料的研制和推广工作,系统发展了“除油型”、“除水型”、“智能型”三大类材料,其中“除油型”材料已经成功地在船舶、车辆、发电机组等柴油机的燃油净化系统中进行实际应用。承担项目“实用性油水分离纳米界面材料及设备”在2014年第八届国际发明展览会上荣获“发明创业奖”金奖。同时,课题组还重视对学生研究兴趣的培养,指导的本科生课题《可用于油水分离和净化处理的双层TiO2基网膜》获得2013年 “挑战杯”全国大学生课外科技作品竞赛特等奖。