ITA、波恩大学和海姆巴赫有限公司的研究人员开发了一种新方法，以节能、经济高效的方式清除水面漏油，且不使用有毒物质。
该方法是通过集成到浮动容器中的技术纺织品实现的。单个小型设备一小时内最多可去除4升柴油。这相当于水面上约100m2的油膜。该研究已发表在Separations期刊上。
尽管可再生能源稳步增长，但全球石油产量、石油消费和石油污染风险在过去两年稳步增加几十年。2022年，全球石油产量达44亿吨。石油开采、运输和使用过程中经常发生事故，造成严重的、有时是不可逆转的环境污染和人类危害。
有多种方法可以去除水面上的油污。然而，所有方法都有各种缺点，使其难以使用，特别是限制了内陆水域的石油清除。
对于许多技术应用来说，意想不到的解决方案来自生物学领域。数百万年的进化导致了生物体表面的优化，以便与环境相互作用。解决方案通常对材料科学家来说相当陌生并且难以接受。对大约20,000个不同物种的长期例行检查表明，其结构和功能几乎有无限多种。
有些物种因其出色的吸油性能而尤其引人注目。研究表明，例如，漂浮蕨类植物萨尔维尼亚·莫莱斯塔(Salviniamolesta)的叶子会吸附油，将其与水面分离并在其表面上运输。
这些观察结果启发他们将这种效果转移到用于分离油和水的技术纺织品上。其结果是一种超疏水间隔织物可以工业化生产，因此易于扩展。
这种仿生纺织品可以集成到油水分离装置中。整个装置称为仿生油吸附器(BOA)。下图显示了仿生油吸附器计算机辅助(CAD)模型的横截面。该方案显示了水面(浅蓝色)上的油膜(红色)。
在浮动容器(灰色)中，纺织品(橙色)被固定，使其与油膜接触，末端伸入容器内。油被BOA纺织品吸附和输送。如横截面所示，它进入容器，再次释放并积聚在容器底部。
仿生油吸附器计算机辅助(CAD)模型的横截面图片来源：ITA
从水面油膜形式的污染水面开始，分离和收集过程按照以下步骤进行：
将BOA引入油膜中。
油被纺织品吸附，同时与水分离。
油通过纺织品输送到收集容器中。
油从纺织品滴入收集容器。
收集油直至容器排空。
这种新颖的油分离装置的优点是不需要额外的能量来操作BOA。通过纺织品的表面特性，油与周围的水分离，并仅通过毛细管力(甚至克服重力)驱动穿过纺织品。当油到达收集容器中的纺织品末端时，油就会解吸，而不会因重力而受到任何进一步的外部影响。按照目前的规模，每小时可通过一台仿生油吸附器装置将柴油与水分离约4升。
功能化针织间隔纺织品似乎不太可能比传统的无纺布更便宜，就像它通常用于吸油剂一样。不过，既然是功能性材料，那么成本必然与除油量有关。在这方面，如果我们将BOA纺织品的销售价格与各种含油非织造布的销售价格进行比较，则在除去10克拉/L的油后，前者便宜5至13倍。
总体而言，与传统清洗方法相比，BOA装置提供了一种经济高效且可持续的油水分离方法，具有以下优点：
不需要额外的能源需求，例如撇油器
不使用消油剂等有毒物质进入水体
纺织品和设备可以多次重复使用
水体内部无废物残留
就去除的油量而言，价格便宜。
来自ITA、波恩大学和HeimbachGmbH的研究人员团队证明，新型仿生BOA技术对于自控分离和自动收集油膜(包括将其从水中完全去除)具有惊人的效率和可持续性。BOA既适用于开放水域应用，也适用于内陆水域。
此外，该纺织品有望用于各种相关的分离过程。该产品目前正在进一步开发中，预计两到三年内即可推向市场。
标签：
免责声明：本文由用户上传，如有侵权请联系删除！