由神户大学的松山英人教授和吉冈智久教授领导的研究小组成功开发了一种油水分离膜,其中在聚合物多孔膜的表面形成了亲水性二氧化硅超薄层。
石油污染废水的净化对于确保全球短缺的水资源极为重要。传统的凝集法和空气悬浮法是处理含油水的方法,难以分离直径为20微米或更小的微小油滴。另一方面,膜分离法节约能源,但在处理含油污水时,油滴堵塞孔隙,水的渗透性降低。另一个问题是由于蛋白质粘附到膜表面而导致性能下降。因此,需要开发能够有效且可靠地分离超细油滴且具有高透水性的高功能分离膜。
这一次,课题组决定将带负电荷的二氧化硅源与带正电荷的多孔膜进行表面改性反应,在多孔膜表面形成厚度约10纳米的超薄二氧化硅层,取得了成功。
超薄二氧化硅层具有亲水性,在薄膜表面形成一层薄薄的水层,起到排斥油污和将油污与废水分离的作用,从而获得洁净的水。此外,它不会堵塞多孔膜的孔隙,膜仅靠重力就能以极高的速度渗透水。可阻挡99.9%以上的油滴,每小时可处理1升(每平方米)废水。它甚至可以阻挡几十纳米的最小油滴,对由各种油类引起的污染水有效。此外,油滴不易粘附在膜上,油滴通过简单的洗涤很容易剥落,油滴的孔也不易堵塞。此外,它不容易被表面活性剂和蛋白质弄脏。
新开发的膜通过控制基础多孔膜的孔隙,可应用于去除各种大小的油滴。预计可用于清洗工业废水等各种含油污水。
纸张信息:[Journal of Materials Chemistry A]采用静电吸引强制策略开发的超薄原位硅化层用于超高性能油水乳液分离