油水分离新技术渗透速率提高5个数量级

5日，记者从长沙理工大学获悉，重庆大学教授孙立东、湖南省百人计划专家贾传坤、中科院金属研究所研究员韩拯共同主导，联合新加坡科技局化学与工程研究院等国际团队，开发了一种“渗透阳极氧化法”，可在孔径10—100微米、厚度1—5毫米的多孔钛三维微通道内，实现超亲水涂层的全覆盖，使水滴在多孔钛的渗透速率提高5个数量级。油水乳液经微通道过滤获得的高纯水相，总有机碳含量降至25ppm以下，油水分离效率达99.9%以上。相关成果日前发表于国际著名学术期刊《细胞》子刊《iScience》。
油水分离，是一种将油水混合物分离，以实现废油回收利用、污水净化排放的绿色技术，被广泛应用于餐饮废水处理、生活污水处理、石油化工工业等领域。传统分离方法仅局限于油滴尺寸较大的情况。当油滴尺寸小至几十微米以下，则几乎失去分离效果。
为实现对水中微米级油滴(即油水乳液)的高效分离，需获得有高孔隙率和超浸润性，具良好化学和机械稳定性的材料。多孔钛则是一类理想过滤材料。不过，其不具备超浸润性，对油水乳液没有分离效果。同时，受其微通道尺寸限制，很难采用传统方法进行超浸润改性。该研团队开发的渗透阳极氧化法，可在多孔钛三维微通道内制备和调控超亲水纳米管涂层，最终实现油水乳液的高效分离。方法突破了传统油水分离技术瓶颈，具广泛应用前景。目前，基于该技术的小试原型机已研制成功。