關注 | 我區基礎研究領域取一最新成果：運用椰果解決海洋石油汙染問題

2020-10-09 創新內蒙古

近日，內蒙古科技大學化學與化工學院賽華徵課題組在國際知名期刊《先進可持續系統》（Advanced Sustainable Systems）上刊登了「具有超潤溼性的細菌纖維素基油水分離膜材料的簡便綠色合成」（Facile and Green Route to Fabricate Bacterial CelluloseMembrane with Superwettability for Oiltability for Oilr）最新科研成果，該科研成果採用將微生物發酵而成的纖維素水凝膠機械打漿以後抽濾成具有水下超疏油特性的膜材料，實現了油水分離膜的綠色、便捷、節能、高效、節約成本等特點。

近年來，隨著石油化工行業及海洋運輸業的迅猛發展，包括海洋原油洩漏在內的油料汙染水體事件頻繁發生。如果油水混合物不能有效分離，不僅導致資源的浪費，而且會對環境造成嚴重汙染，甚至影響人體健康。

為了實現油水兩相的有效分離，科研團隊必須構造一種油水選擇性透過的分離膜材料，這就要求該分離膜具備特殊的浸潤性，即具有超疏水性或者水下超疏油性。其中，相對於超疏水的分離膜而言，水下超疏油的分離膜可以有效避免油汙堵塞孔道而引起了更廣泛的關注。科研團隊發現，目前這類水下超疏油型油水分離膜主要藉助化學刻蝕、化學修飾、層層組裝、3D列印等技術方法在基體材料的構築親水且粗糙的微納結構來實現，這一過程通常離不開相對複雜的化學處理或者精密設備，對於如何以更加綠色環保、簡便有效的方式來構築高效油水分離膜材料仍然是一個有待進一步解決的問題。

科研團隊研究發現作為營養成分之一添加到奶茶、果凍等食品的椰果（即由椰汁經微生物發酵而成的纖維素水凝膠），其微觀結構為直徑僅有20~80 nm的超細納米纖維絲構成的三維網絡。這種獨特的微觀結構以及纖維自身良好的親水特性使其呈現出優異的水下疏油特性，當把纖維素水凝膠將其泡進食用油中再撈出，發現椰果塊表面完全不沾油。基於這一浸潤現象，科研團隊在不破壞椰果塊微觀結構的情況下，通過打漿、抽濾工藝將其加工成薄膜，整個製備過程綠色、簡便，所得的薄膜可以實現水流快速通過而油滴不通過，油水混合物及水包油（O/W）型乳液的油水分離效率均超過99.7%。

據了解，相關科研工作正有本科生作為主要完成人參與其中，在此基礎上還獲得國家級大學生創新創業訓練計劃項目支持，團隊成員在進一步拓展相關材料應用領域的同時，正積極發掘小小椰果塊的更大價值。

論文連結：

https://doi.org/10.1002/adsu.202000042

（基礎研究處）

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