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海上浮油,石墨烯海绵一吸就得

来源:科技日报 作者:姜靖 2017-04-07 14:10:35
  水溅到桌上,可以拿海绵吸,如果石油泄漏到海洋里呢?中国科学技术大学化学与材料科学学院教授俞书宏团队设计出一种具有原位加热和油水分离功能的石墨烯海绵,可快速吸附高黏度浮油。3日出版的《自然·纳米技术》杂志以封面文章对这一成果进行了报道。

  论文第一作者葛进博士6日接受科技日报记者采访时表示,因具有成本低、吸附效率高、操作简单、环境友好等诸多优势,近年来多孔疏水亲油材料成为业界研究热点。然而,此前该材料仅对低黏度油品具有较高的吸附效率。海上石油泄漏时,短短几小时内,石油黏度就会增加上百倍,该材料难以快速吸附浮油。

  为此,该团队采用离心辅助浸渍涂覆技术,在商业海绵表面,均匀地包裹上石墨烯涂层,得到的石墨烯海绵不仅导电,还具有疏水亲油特性。他们研究发现,在石墨烯海绵上施加电压后,产生的焦耳热会迅速降低石油的黏度,从而提高石油在石墨烯海绵内部的扩散系数,大大提高石墨烯海绵对高黏度石油的吸附速度。

  为提高电能的利用率,他们将加热区域限制到石墨烯海绵的底部,顶层的海绵和水面的浮油相当于隔热层,缓解热量向空气和水体中扩散,提高热量向石油传递的效率。在这种限域加热设计下,电能消耗降低了65.6%,石墨烯的用量降低了50%,吸油时间也只有常温石墨烯海绵的5.4%。
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