浙大黄小军副教授团队最新成果：超亲水梯度孔分离膜微结构及其乳化油水分离性能

点击上方“蓝字” 一键订阅

日常生活及生产过程中产生的含油废水对生态环境造成极大的危害，使得油水分离成为亟待解决的社会和科学问题。近来膜分离技术由于其突出的分离效率高、运作成本低、设备可集成化、可处理油水乳液等优势，使其在未来的油水分离领域展现出极大潜力。

如何通过膜法实现油水的高效分离一直都是材料及化工方向研究者的研究热点之一。油水分离的本质是界面问题，除利用特殊浸润性对油和水呈现完全相反的润湿行为构建具有特殊浸润性表面的聚合物膜外，所用聚合物膜材料本质的润湿性及所具微结构对于油水分离过程中油水表观浸润性的影响也不可忽视。因此，探索聚合物膜孔微结构、油滴尺寸与油水分离效率的内在关联，对于实际含油废水的膜法处理应用具有十分重要的科学意义和实用价值。基于此，黄小军副教授研究团队设计并制备了孔径不同的系列膜孔呈梯度微纳珠状网络结构，孔径沿径向截面从外层到内层梯度增大，分离层膜孔远小于支撑层孔径，且支撑层微孔结构具有较高孔隙率的不对称、超亲水中空纤维梯度微滤膜，并将其应用于油水分离中相对最难处理的乳化油水分离中。

图1油水分离过程中梯度孔聚合物膜微结构与油滴尺寸之间的匹配关系

本研究中，通过湿法相转化可控制备了系列不同孔径大小的超亲水、梯度微结构中空纤维聚砜膜，并将其直接应用于油水乳液体系，深入探究其微结构与分离性能的内在规律，以期为膜法油水分离应用研究提供理论依据。实验结果表明，该不对称、超亲水中空纤维梯度微滤膜由于其特殊的梯度不对称微孔结构能够有效降低膜孔道被污染堵塞的几率，具有较佳的油水分离性能。膜孔尺寸及其寸分布、微结构等均会影响实际油水分离效果，但本质上通过临界击穿压力直接作用。最重要的是，当油滴大小与膜孔尺寸相匹配的条件下，即所用乳化油水粒径与所用膜孔大小的比值（0.71）与通过相应临界突破压力值理论计算所得表面接触角的余弦值（0.72），膜材料水下油接触角的余弦值（0.65）相近时，膜对油水分离效率最佳(图1所示)。聚合物膜孔微结构与油滴尺寸之间的匹配内在关系，可为膜法高效油水分离的实际应用提供理论依据。

相关工作“The microstructure-performance relationships of hollow fiber membranes with highly efficient separation of oil-in-water emulsions”发表在J Appl. Poly. Sci.（2019, DOI: 10.1002/app.47615，作者：洪晓，高巧灵，吴慧敏, 郭义宗, 黄赋，方飞，黄华婷, 陈大竞, 黄小军*）

论文链接：

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/app.47615

相关进展

免责声明：部分资料来源于网络，转载的目的在于传递更多信息及分享，并不意味着赞同其观点或证实其真实性，也不构成其他建议。仅提供交流平台，不为其版权负责。如涉及侵权，请联系我们及时修改或删除。邮箱：[e-mail]

关注高分子科学技术  👉

长按二维码关注

诚邀投稿

欢迎专家学者提供稿件（论文、项目介绍、新技术、学术交流、单位新闻、参会信息、招聘招生等）至[e-mail]，并请注明详细联系信息。高分子科技®会及时推送，并同时发布在中国聚合物网上。

欢迎加入微信群 为满足高分子产学研各界同仁的要求，陆续开通了包括高分子专家学者群在内的几十个专项交流群，也包括高分子产业技术、企业家、博士、研究生、媒体期刊会展协会等群，全覆盖高分子产业或领域。目前汇聚了国内外高校科研院所及企业研发中心的上万名顶尖的专家学者、技术人员及企业家。

申请入群，请先加审核微信号PolymerChina （或长按下方二维码），并请一定注明：高分子+姓名+单位+职称（或学位）+领域（或行业），否则不予受理，资格经过审核后入相关专业群。

点

这里“阅读原文”，查看更多