新疆理化所新型油-水分離材料研究取得進展

文章來源：新疆理化技術研究所    發布時間：2015-09-08  

各種油產品（石油及其產品、油脂類、與水不相溶的化學品等）給人們日常生活帶來方便的同時，也帶來巨大的安全和健康隱患。如在原油運輸和加工過程中產生的含油污水會使環境介質缺氧而導致生態災難；廢棄食用油脂（俗稱地溝油）的有效分離成為其高值化利用的瓶頸之一；廢棄油脂與城市生活污水混合后直排進入城市污水處理系統，這不僅造成環境資源的浪費，還會大大降低城市污水處理效果。圍繞高效油-水分離材料的設計、制備及應用，對提高環境資源利用效率以及污染物治理具有重要的意義。

中國科學院新疆理化技術研究所研究員馬鵬程科研團隊開發出一種有機硅高分子海綿材料，并研究了材料用于油-水混合物分離的可行性。科研人員以廉價的商業化非氟類有機硅烷為主要原料，通過控制硅烷的水解和凝膠化過程，制備出三元硅氧烷海綿。與傳統的硅氧烷類海綿相比，三元體系海綿表面含有大量非極性基團和較高的粗糙度，賦予材料超疏水、超親油的效果：與水的接觸角超過150°，可吸附自身6-14倍重量的有機溶劑和諸多油類化合物（包括原油、汽油、柴油、葵花籽油等），且具有優異的力學性能，在15次80%壓縮形變下材料的永久變形率低于25%。研究人員還發現通過優化三元硅氧烷海綿的孔結構，可以實現不同有機溶劑在海綿內部結構中擴散過程的可控化，表明材料具有分離互溶性有機化合物的能力。此外，材料還具有密度低、孔隙率高、吸油速度快等優點，在有機化學溶劑回收和分離、含油廢水處理、泄漏原油回收等領域具有廣泛的應用前景，是一種新型、高效的油-水/油-油分離材料。

相關科研成果發表在英國皇家化學會Polymer Chemistry上，并在近期召開的第七屆工程塑料國際學術研討會（EP-2015）做邀請報告，受到與會專家的高度關注。該研究工作受到新疆杰出青年基金、國家“千人計劃”和人社部“留學人員科技活動”等項目資助。

三元硅氧烷海綿的宏觀及微觀形貌