用二维材料膜更轻松地进行油水分离

曼彻斯特大学的研究人员在膜技术中取得了重大进展，解决了膜污染这个最大的问题之一，让油水分离变得更容易。膜技术在各种进程中至关重要，如水过滤和油气分离。使用石墨烯和其他2D材料在膜技术中引起了极大关注，因为这些材料具有可调性，使得以前认为不可能过滤的杂质成为可能。膜污染是膜分离中不可避免的事件，其中膜孔中发生堵塞，阻止流动并阻止膜正常工作。油水分离技术中污垢是一个尤为严重的问题，因为油滴很容易粘附在膜表面上。曼彻斯特大学化学工程与分析科学系、亨利·罗伊斯研究所和国家石墨研究所的团队与伦敦大学学院合作，在《自然通讯》上发表的研究表明，剥离的二维蛭石、一种天然粘土矿物，可以用作耐污染的油水分离涂层。提高膜的亲水性和减少油对膜的附着可以减少膜的污染。现在，曼彻斯特大学的团队发现，通过堆积许多层二维蛭石片制备的蛭石膜的润湿特性可以通过在蛭石表面和层间交换阳离子来实现从超亲水到亲水性的调节。他们还展示了如何利用这种特性在油水过滤中减少膜污染。利用超亲水性锂交换蛭石作为商业微滤膜的涂层层。研究表明，利用超亲水的锂蛭石膜作为商业微滤膜的涂层可以显著降低膜的沾污，从而使油水分离更加高效。这种超亲水防污膜的应用可能会扩展到其他领域，例如开发自洁表面和生物过滤用的防污过滤器。拉胡尔·拉文德兰·奈尔教授表示：“开发油水分离的防污膜是科学家和技术人员长期追求的目标，我们相信我们的工作在深入了解固体的润湿特性方面取得了重大进展，并在发展耐污染的膜技术方面是一个值得注意的里程碑。”这项工作是与伦敦大学学院物理与天文学系科学家合作完成的，以探讨蛭石膜在离子交换后不同的水润湿转变机制。现在这种具有抗污性的先进材料的应用范围可能会扩大到其他领域，如开发自洁表面和生物过滤用的防污过滤器。