基于Co-MOF的超疏水海绵,用于利用光热效应有效地进行油水分离
Xuanting He1, Jihan Lu1, Jiaxiang Liu2
1State Key Laboratory of Pollution Control and Resource Reuse, College of Environmental Science and Engineering, Shanghai Institute of Pollution Control and Ecological Security, Tongji University, 1239 Siping Road, Shanghai 200092, China.
Journal of hazardous materials
|March 21, 2024
概括
一种新型改性海绵 (PCP@MS) 有效地清洁粘性原油泄漏. 这种太阳能加热的吸收剂降低了油的粘度,使得清洁和回收效率高,为环境保护提供了可持续的解决方案.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 环境科学 环境科学
- 化学工程是化学工程的重要组成部分.
背景情况:
- 由于重油的高粘度和不良流量,原油泄漏给环境带来了重大挑战.
- 现有的清理方法往往难以提高效率,特别是粘性原油,需要创新的解决方案.
研究的目的:
- 开发一种高效的太阳能驱动吸收材料,用于粘性原油泄漏清理和回收.
- 为了研究一种包含光热材料的改造海绵的特性和性能.
主要方法:
- 通过嵌入甲四 (4-tert-butyl) 甲 (Co-HHTP) 并用聚二甲基 (PDMS) 涂覆胺海绵 (MS) 来制造一种改性海绵 (PCP@MS).
- 对PCP@MS的水性 (水接触角度),油吸收能力,分离效率,机械稳定性和自清洗性能进行表征.
- 评估太阳辐射下的光热转换效率及其对原油粘度降低和回收率的影响.
- 密度函数理论 (DFT) 计算,以了解Co-HHTP的电子特性和光吸收能力.
主要成果:
- 该PCP@MS表现出极好的疏水性 (WCA为160.2°) 和高油吸能力 (59-107g/g).
- 实现了99.2%的高油水分离效率,具有良好的机械稳定性和自我清洁性能.
- 在阳光下,PCP@MS在300秒内达到109.2°C,有效地降低了原油粘度,并实现了8.76g/min的石油回收率.
- DFT的计算证实了Co-HHTP的零间距波段结构,允许广泛的光吸收以实现高效的光热转换.
结论:
- 开发的PCP@MS是有效和可持续的粘性原油泄漏清理的有希望的材料.
- 在现场太阳能加热机制显著提高了石油回收,解决了泄漏反应的关键挑战.
- 本研究提出了一种可行的战略,用于推进石油泄漏整治和资源回收的实际应用.
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