像“捕鱼”一样收集水面浮油

   2017-04-18 安徽日报11版
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核心提示:屡见不鲜的原油泄漏事故,对海洋环境造成巨大破坏。有没有一种工具,可以高效简便地收集水面浮油?日前,记

屡见不鲜的原油泄漏事故,对海洋环境造成巨大破坏。有没有一种工具,可以高效简便地收集水面浮油?日前,记者从中科大获悉,该校教授俞书宏小组早在3年前就发明了一种疏水亲油海绵,可以在水面上连续高选择性地收集水面轻油。日前,他们小组更进一步研制出可快速降低水面上原油粘度的石墨烯海绵,可以像“捕鱼”一样收集水面的重油。

在3年前的发明中,俞书宏小组将疏水亲油海绵与自吸泵相结合,设计出一种新型浮油收集设备。这种设备关键部分是疏水亲油海绵,其独特相互贯穿的大孔结构,使油能在海绵内部快速流动,同时可以阻碍水的浸透。在应用中,这种设备可集成为一张浮油收集网,浮油收集船也可拖曳着这个具有无限吸油容量的“大网”。该材料还可折叠起来,作为油轮和海上钻井平台的应急设施。

在今年的发明中,他们首先采用离心辅助浸渍涂覆技术,在商业海绵表面,均匀地包裹上石墨烯涂层,得到的经石墨烯修饰后的海绵不仅导电,还具有疏水亲油特性。他们的研究发现,在这种经石墨烯功能化后的海绵上施加电压后,产生的热量会迅速增加与其接触的原油温度,有效降低了与之接触的原油的粘度,最终使得经石墨烯功能化的海绵,能够快速吸附水面上高粘度原油。

为提高电能的利用效率,他们将加热区域限制到石墨烯功能化海绵的底部,顶层的海绵和水面的浮油相当于隔热层,缓解热量向空气和水体中扩散,提高热量向原油传递的效率。在这种限域加热设计下,电能消耗降低了65.6%,石墨烯的用量降低了50%,吸油时间也只有常温石墨烯海绵的5.4%。

著名期刊《自然·纳米技术》发表了他们的最新研究成果。审稿人评价称:“这个故事非常有趣,其中有几个灵巧的想法,如利用加热手段降低原油粘度,使原油的吸附变得可行。 ”(记者 桂运安)

 
 
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