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美国化学会<<ACS Applied Materials & Interfaces>>报道我院矿物类智能超浸润材料研究成果

发布日期:2019-06-28     作者:     浏览数:    分享到:

近日,美国化学会<<ACS Applied Materials & Interfaces>> (SCI一区top刊物, 影响因子8.456) Multifunctional Superwettable Material with Smart pH Responsiveness for Efficient and Controllable Oil/Water Separation and Emulsified Wastewater Purification为题, 报道了我院在矿物加工领域利用矿物材料制备智能多功能超浸润材料及其在油水混合物的高效可控分离及污水净化方面的研究成果。这也是继ACS Applied Materials & Interfaces, 2017, 9, 1011.之后, 美国化学会对我院矿物材料新型高效加工利用研究成果的再次报道。

随着海上原油开采和城市现代化进程的加快,海上石油泄漏事故和各种含油有害污水排放日益频繁,对生态环境和人体健康造成极大的威胁。因此,如何有效地分离这些含油污水已成为全球性挑战。近年来,具有特殊润湿性能的新型超浸润材料在含油污水的处理领域展现出广阔的应用前景。而目前已报道的超浸润材料大多只具有单一固定的浸润性能且仅能分离简单的非互溶油水混合物,尤其是对于成分复杂且稳定的油水乳液,分离效果较差。  

基于以上现状,我院屈孟男教授研究团队结合我校的矿业学科特色与矿物加工专业优势,以来源广泛的矿物高岭土出发,通过在其颗粒表面修饰低表面能化合物,成功制备得到具有pH响应性能的智能超浸润材料。  

该材料的制备方法简便,成本低廉,且所制备的超浸润性材料表面具有稳定的超疏油性能及pH响应水润湿性转换的性能。仅需简单调控材料表面的pH值便可快速地实现其表面润湿性能由超双疏到超亲水-超疏油的转变。整个过程无需复杂苛刻的操作步骤,因此在实际应用中更具吸引力。此外,材料表面这两种极端亲疏性间的转换可反复进行多次,并且能发生原位及非原位响应,因此可以应用于处理不同pH条件下的油水混合物,特别是成分复杂且高度稳定的乳化含油废水的分离,展现出优异的分离性能。该材料不仅具有不受基底限制的优点,而且还具有良好的耐磨、耐腐蚀性和浮力承重性能等优点,因此将在实际工业生产及生活中具有广阔的应用前景。同时, 该工作为设计多功能、低成本且易于制备的智能型多功能超浸润材料提供了重要的借鉴思路,同时为实现油水混合物的高效可控分离及含有乳化废水的纯化提供了一种有效的方法。  

该项工作由我院独立完成, 西安科技大学化学与化工学院为唯一署名机构。主要实验工作由我院2017级硕士研究生马利利同学完成,屈孟男教授和何金梅副教授为论文通讯作者。该项研究得到了国家自然科学基金、陕西高校青年创新团队和西安科技大学胡杨学者支持计划的资助。  

     

论文获取:

https://doi.org/10.1021/acsami.9b03721

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