中国科大研发出高效清理回收水面浮油新技术

中国科大研发出高效清理回收水面浮油新技术

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2018-07-02 03:59

【科技前沿】

织一张“大网”收集浮油

中国科大研发出高效清理回收水面浮油新技术

光明日报合肥7月2日电 记者李陈续

从中国科大获悉，该校化学与材料科学学院俞书宏教授研究组与工程科学学院丁航教授研究组合作，在清理回收水面浮油装置的设计及应用方面取得重要进展。研究成果已发表在《德国应用化学》上，并被该刊选为“热点论文”。

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频繁的石油泄漏事故对海洋生态系统和海洋环境带来巨大的破坏。现在一般都使用商用撇油器，但对于黏度较小的石油，由于其扩散面积大、油层薄等特点，很难利用传统的围油收集方式来清理。而采用分散剂、微生物富氧化以及燃烧等清理手段，不仅对生态环境带来二次破坏及污染，而且会浪费日益短缺的能源。因此，进一步发展新材料、新技术来高效清理并回收水面低黏度浮油和不溶于水的碳氢化物，已迫在眉睫。

中国科大化学与材料科学学院2013级研究生葛进等在导师的指导下，提出将经过疏水纳米二氧化硅处理过的疏水亲油海绵与自吸泵相结合的新思路，成功设计出一种新型浮油收集设备，能在水面上连续而且高选择性地收集水面浮油。该浮油收集回收装置设计的关键部分是疏水亲油海绵，其独特的相互贯穿的大孔结构使油能够在海绵内部快速流动，同时阻碍水的浸透。

研究人员利用流体力学理论模型，证明了该浮油收集设备的工作原理：海绵在自吸泵的作用下，油—空气和油—水界面的毛细管压会根据自吸泵产生的负压变化进行自发的调控，使油—空气和油—水界面像保护膜一样阻止水和空气进入海绵内部，只有水面浮油在海绵内部负压的作用下流入到海绵中并被抽走。

这种设计方案大大减少了疏水亲油材料的用量，省去浮油回收操作，而且这种疏水亲油海绵很便宜，与一般海绵的价格差不多，因此将大大降低浮油清理与回收的难度和成本。在将来的实际应用中，这种浮油收集设备可进一步集成，形成一张浮油收集网，浮油收集船可拖曳着这个具有无限吸油容量的“大网”，像捕鱼一样收集水面的浮油。此外，这种材料还可折叠起来，作为油轮和海上钻井平台的应急设施，以便快速处理低黏度油品或密度比水小的碳氢化物泄漏事故。