中國粉體網(wǎng)訊 水濺到桌上,可以拿海綿吸,如果石油泄漏到海洋里呢?中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院教授俞書宏團隊設(shè)計出一種具有原位加熱和油水分離功能的石墨烯海綿,可快速吸附高黏度浮油。3日出版的《自然—納米技術(shù)》雜志以封面文章對這一成果進行了報道。
論文第一作者葛進博士表示,因具有成本低、吸附效率高、操作簡單、環(huán)境友好等諸多優(yōu)勢,近年來多孔疏水親油材料成為業(yè)界研究熱點。然而,此前該材料僅對低黏度油品具有較高的吸附效率。海上石油泄漏時,短短幾小時內(nèi),石油黏度就會增加上百倍,該材料難以快速吸附浮油。
為此,該團隊采用離心輔助浸漬涂覆技術(shù),在商業(yè)海綿表面,均勻地包裹上石墨烯涂層,得到的石墨烯海綿不僅導(dǎo)電,還具有疏水親油特性。他們研究發(fā)現(xiàn),在石墨烯海綿上施加電壓后,產(chǎn)生的焦耳熱會迅速降低石油的黏度,從而提高石油在石墨烯海綿內(nèi)部的擴散系數(shù),大大提高石墨烯海綿對高黏度石油的吸附速度。
為提高電能的利用率,他們將加熱區(qū)域限制到石墨烯海綿的底部,頂層的海綿和水面的浮油相當(dāng)于隔熱層,緩解熱量向空氣和水體中擴散,提高熱量向石油傳遞的效率。在這種限域加熱設(shè)計下,電能消耗降低了65.6%,石墨烯的用量降低了50%,吸油時間也只有常溫石墨烯海綿的5.4%。