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【研究背景】 膜破乳是一种很有前途的聚结高稳定性乳化油滴的方法。然而，目前的过滤介质的结构对油滴聚结无效，阻碍了快速渗透，从而不可避免地限制了它们的实际应用。 含油废水在许多行业、漏油事故和日常活动中广泛产生，不仅浪费资源，而且对水环境和生态造成极大危害。近年来，炼油、金属加工等工业领域产生的大量含油废水以及油气田的钻井液都是O/W乳液，由于其含油量高达1–5%，具有资源回收价值，引起了人们的广泛关注。与普通油水混合物的分离相比，由于油滴尺寸小和表面活性剂的存在，从废水中有效去除和回收乳化油更具挑战性。为了以可回收的连续油相的形式分离乳化油滴，破乳是至关重要的一步。 传统的破乳方法包括化学法、物理法和物理化学法。化学方法包括向乳液废水中添加化学试剂，破坏乳化剂形成的油滴的界面膜和双电层，使油滴聚集在一起、生长并与水相分离。通常破乳效率高，而受污染的油品难以回收。物理化学方法对O/W乳液的破乳也很有效，如气体浮选、静电聚结和电化学破乳。物理方法是通过物理作用将油滴从O/W乳液中分离出来的方法，因为它们不会改变进料溶液的化学性质，也不会导致二次污染，从而在净化水的同时从乳液废水中回收油。例如，最常用的介质聚结是通过利用聚结介质填充层中的流体流动特性和介质表面的润湿性来聚结分散的小液滴以实现分离。由于表面活性剂的广泛使用，分散油滴之间的电屏障和油水界面膜的强度增加，而乳化油滴的粒径急剧减小。所有这些因素都使油滴难以被介质捕获，导致聚结过程更加困难，破乳效率有限。
近日，清华大学曲久辉院士-刘会娟教授团队在环境领域权威期刊ES&T报道了'疏水-亲水-疏水滤层梯度破乳实现高效油水分离'的研究成果，论文第一作者为Li Xi.
【要点1】 报道了一种疏水-亲水-疏水（3H）破乳介质，其基准渗透率为~2.1×104 L m–2 h–1，破乳效率>98.0%。值得注意的是，这种3H破乳介质在具有广泛表面活性剂浓度的水包油（O/W）乳液中保持了90%以上的破乳效率，显示出优异的适用性。 【要点2】 基于准原位显微镜图像和分子动力学模拟的综合结果，我们发现聚二甲基硅氧烷改性的疏水层有助于油滴的捕获和聚结，亲水内层有助于挤压扩大液滴的聚结，第三疏水层加速破乳剂的排出以维持渗透性。
该3H滤层之间的顺序破乳机理为设计具有高破乳效率和高采收率的破乳膜提供了一般指导。 （声明 仅供学习交流 如有侵权请联系小编删除） |
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