由神戶大學松山秀人教授和吉岡智久教授領導的研究小組成功開發了一種油水分離膜,該膜在多孔聚合物膜表面形成了超薄層親水性二氧化矽。

從確保全球水資源短缺的角度來看,石油污染廢水的淨化極為重要。傳統的處理油污染水的方法,例如絮凝法和氣浮法,難以分離直徑20微米或更小的微小油滴。另一方面,薄膜分離方法節省能源,但在處理受油污染的水時,油滴會堵塞孔隙並減少水的滲透。另一個問題是由於蛋白質黏附到膜表面而導致性能下降。因此,需要開發一種能夠有效且可靠地分離超細油滴並具有高透水性的高功能分離膜。

此次,研究團隊將帶負電的二氧化矽源與透過表面改質賦予正電荷的多孔膜反應,在多孔膜表面形成約10奈米厚的超薄二氧化矽層,取得了成功。

超薄二氧化矽層具有親水性,在膜表面形成一層薄薄的水層,排斥油污,將油污從廢水中分離出來,得到潔淨的水。此外,多孔膜的孔不會被堵塞,並且膜可以僅利用重力以極高的速度使水穿過膜。它能阻擋99.9%以上的油滴,每小時可處理1公升(每平方公尺)廢水。它甚至可以阻擋數十奈米的最小油滴,並且對被多種油類污染的水體有效。此外,油滴不易黏附在膜上,透過簡單的清洗即可輕鬆去除油滴,且不易發生油滴堵塞孔道的情況。此外,它還能抵抗界面活性劑和蛋白質的染色。

新開發的薄膜可以透過控制形成基底的多孔膜的孔洞來去除各種尺寸的油滴。該公司表示,預計將用於淨化各種類型的石油污染水,包括工業廢水。

論文信息:【材料化學A】靜電引力驅動超薄原位矽化層用於超高性能油水乳狀液分離

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