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新过滤技术分离油水 开辟环境行业新用

2008/12/17/08:17 来源:搜狐

    据美国每日科学网报道,材料工程师制造了一种新型,可以将油从水中分离出来。如果技术成熟,此膜可用于环境清理、水净化和其它行业应用中。

油珠呆在新型油水分离膜上

油珠呆在新型油水分离膜上

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    此新膜将比分离油水的传统过滤器的使用寿命长,其工作原理是根据油水相互排斥的特性来分离油和水的。使用起来其实简单,研究人员将此材料贴在实验室里常用的玻璃过滤器上就行了。

    美国普渡大学的材料工程学助教杰弗里·杨波若德说:“我们将油混入水中,之后让此混合液经过这些过滤器,结果油水分离效果达到98%。这一结果相当出色,因为如果你不用我们的材料来改进此玻璃过滤器,那所有的油都会通过;如果你用我们的材料来改进此玻璃过滤器,几乎没有油能通过。”

    此发明成果发表在10月刊《胶体与界面科学杂志》的电子版上,之后再发表在此印刷版刊物上。此发现证实油性物质在此膜上形成了珠子,而水则通过了此膜。据悉,此膜由一层聚乙二醇的材料制成,每一个分子像特氟纶“功能团”那样尖竖起来。水分子被吸附到此聚乙二醇膜,并通过此特氟纶似的分子层。而油分子则被此分子层给阻挡了。

    杨波若德说,为了清理外溢的石油,你得让污水经过成束的过滤器,从而过滤掉石油。此外,此技术还有其它环境清理应用,如清理船底污水中的石油和被石油污染的废水。再者,此技术还可用于水净化当中,这叫反渗透。不过此过滤器得防止石油接触到此逆渗透膜,否则就会被石油毁坏。

    传统的同类过滤器得定期更换才行,因为当水经过此系统时,石油就粘在此过滤器上,最终导致它们失去过滤效果。而此新技术产品不需定期更换过滤器,因为油不会粘到过滤材料上,而是通过所谓的利用交叉流动过滤的行业技术让油滴脱落下来。杨波若德说,当此油水混合液接触到此过滤器表面时,油珠聚合形成更大的油滴。接触的角度越大,形成的油滴也越大。因此,将其接触角度增加到足够大时就能形成足够大的油滴。如果此混合液被抽到此过滤器中,石油就像一层奶油似的在此材料上形成一层膜。

    而水滴的形成刚好相反。特别值得一提的是,此材料在将石油接触角度最大化的同时能让水的接触角度最小化,从而能让水流过此过滤器,而珠状石油被它阻挡了。此技术胜过一些传统方法的关键优势是它不需使用“纳米多孔碳”过滤器来分离油和水。纳米多孔碳”过滤器具有特别小的孔,可以让水在高压下能过,这消耗大量能量。杨波若德说,“其最大问题是如果在高压下,大东西也能通过这些小孔。当这些小孔变小后,所使用的工作压力就要加大。因此最好用微过滤取代纳米过滤。”

    新材料所含的小孔直径为10-174微米,相对较大,因此石油污染的废水不用加压就能过滤。

    此新膜是两性分子材料,意味着构成它们的分子有两端,一端与水接触,而另一端和油接触。工程师将来要探测这种膜能否可以用于含石油多的污水中。因为从油井中提取的原油一开始含有一些水,因此这种膜或许可以用于石油工业,来提炼石油。他们将来还要寻找此玻璃过滤器的替代品,因为玻璃过滤器不能实际应用到工业上。

    最后,此技术还可能用于制造防雾护目镜和自我清洁的眼镜,不让水在镜片表面形成水珠,就能保持清洁。杨波若德先前的研究证实防雾护目镜和自我清洁的眼镜可以将这种材料贴在镜片上实现。

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