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      吸油海綿可以吸收海上鉆井中的殘留物
      
			
      
				2019-12-17 10:52:15
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      海床下面的石油鉆探和壓裂通過將微小的油滴釋放到周圍的水中，每年產(chǎn)生1000億桶被石油污染的廢水。
      

      從水中去除油的大多數(shù)努力都集中在去除工業(yè)泄漏物上的大浮油，但這不適用于去除微小的液滴。相反，科學(xué)家們正在尋找清潔水的新方法。
      

      吸油海綿可以吸收海上鉆井中的殘留物
      

      現(xiàn)在，多倫多大學(xué)和倫敦帝國(guó)理工學(xué)院的研究人員開發(fā)了一種海綿，可在十分鐘內(nèi)從廢水中去除90%以上的油微滴。
      

      從廢水中捕獲油后，可以用溶劑處理海綿，該溶劑會(huì)從海綿中釋放出油。然后可以將油回收。海綿，準(zhǔn)備再次使用。
      

      海綿在以前的概念上得到了改進(jìn)：主要作者P.i. Pukani Cherukupally博士(現(xiàn)任帝國(guó)化工公司)在其博士學(xué)位期間開發(fā)了海綿的早期版本。盡管以前的海綿去除了所測(cè)試樣品中95%的油，但這樣做花了三個(gè)小時(shí)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了工業(yè)上的使用時(shí)間。
      

      酸度和堿度也是一個(gè)問題，因?yàn)楸晃廴镜膹U水的pH值決定了海綿的工作性能。Cherukupally博士說：“我們系統(tǒng)的最佳pH值為5.6，但實(shí)際廢水的pH值范圍可以從4到10。當(dāng)我們達(dá)到該規(guī)模的最高點(diǎn)時(shí)，我們看到除油率顯著下降，降至百分之六或百分之七。”
      

      現(xiàn)在，Cherukupally博士與T和帝國(guó)大學(xué)的學(xué)者一起，對(duì)海綿進(jìn)行了化學(xué)改性，使其具有潛在的工業(yè)用途。新海綿的工作速度更快，并且pH范圍比以前的海綿更大。
      

      結(jié)果發(fā)表在《自然可持續(xù)性》上。
      

      海綿的秘密
      

      Cherukupally博士使用普通的聚氨酯泡沫(類似于沙發(fā)墊中的泡沫)來創(chuàng)建原始的海綿，以從廢水中分離出微小的油滴。該團(tuán)隊(duì)仔細(xì)調(diào)整了孔徑，表面化學(xué)性質(zhì)和表面積，以創(chuàng)建一個(gè)海綿，該海綿吸引并捕獲油滴(稱為“吸附”的過程)，同時(shí)讓水流過。
      

      為了在新研究中改善海綿的性能，Cherucupally博士的團(tuán)隊(duì)與美國(guó)化學(xué)大學(xué)的化學(xué)家合作，在泡沫表面添加了稱為納米晶體硅的微小顆粒材料。然后，他們可以更好地控制海綿的表面積和表面化學(xué)性質(zhì)，從而提高其捕獲和保留油滴的能力-這一概念被稱為臨界表面能。
      

      使用后，可以將海綿從水中移開并用溶劑處理，從而從其表面釋放出油。
      

      Cherukupally博士說：“關(guān)鍵的表面能概念來自生物污染研究領(lǐng)域，它試圖防止微生物和藤壺之類的生物附著在船體之類的表面上。
      

      “通常，您希望將臨界表面能保持在一定范圍內(nèi)，以防止發(fā)生附著，但在我們的案例中，我們對(duì)其進(jìn)行了操作，以使液滴緊緊附著。
      

      “這完全是從戰(zhàn)略上選擇孔的特征及其表面。商業(yè)海綿已經(jīng)具有微小的孔，可以捕獲微小的液滴。聚氨酯海綿是由石油化工制成的，因此它們已經(jīng)具有化學(xué)基團(tuán)，可以很好地捕獲液滴。
      

      “問題在于我們的化學(xué)基團(tuán)少于捕獲所有液滴所需的化學(xué)基團(tuán)。因此，我與美國(guó)化學(xué)大學(xué)的化學(xué)家合作以增加化學(xué)基團(tuán)的數(shù)量，并與帝國(guó)理工學(xué)院的達(dá)里爾·威廉姆斯教授合作以獲取適量的涂層。 ”
      

      機(jī)油清理
      

      華盛頓大學(xué)的合著者艾米·比爾頓教授說：“目前的溢油清理策略主要集中在浮油上，但它們會(huì)漏掉水中形成的微滴。”
      

      “盡管我們的海綿是專為工業(yè)廢水而設(shè)計(jì)的，但使其適應(yīng)淡水或海洋條件可以幫助減少未來泄漏所造成的環(huán)境污染。”
      

      Cherukupally博士將繼續(xù)改善海綿在石油應(yīng)用中的性能，并與帝國(guó)生命科學(xué)部的Huw Williams博士合作研究了海綿如何從鹽水中去除細(xì)菌。
      

      她還希望使用海綿來處理天然氣，采礦和紡織工業(yè)的污染，并希望使該技術(shù)可負(fù)擔(dān)得起在發(fā)展中國(guó)家使用-主要用于消除受污染的有機(jī)物，重金屬和病原體的河流。
      
			

			
        
      
			
      
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