焦耳熱+石墨烯海綿可(kě)吸收油(yóu)脂
焦耳熱+石墨烯海綿可吸收油脂
頻繁的石油泄漏不僅會(huì)造(zào)成長期嚴重的海洋生態(tài)危(wēi)害(hài),還會(huì)造成(chéng)大量的高價值(zhí)資(zī)源損失。我想(xiǎng)知(zhī)道你是否還記得2010年墨西哥灣漏油(yóu)事件(jiàn),當時采取了許多國際補救措施,但煤焦油仍然襲擊了海灘。很長一段時(shí)間以來,高(gāo)粘度漏油的恢複通用電氣是一個國際性的問題,疏(shū)水性和(hé)疏水性吸油材料是(shì)解(jiě)決這一問題的好(hǎo)辦法,但這些材(cái)料的吸(xī)附率相當有限,今年,中國科技大學仿(fǎng)生(shēng)學和納米化學(xué)實驗室(shì)的於書紅研製出了一種可以吸油的海綿。
原(yuán)油泄漏之所以難以處理,主要是因為原油的高粘(zhān)度特性(xìng)。為了降低原油的原位粘(zhān)度(dù),本課題組采(cǎi)用商用海綿對其進行石墨烯功能(néng)化(huà)。石墨烯具有(yǒu)高導電性、高導熱性、高機械強度(dù)和耐化學腐蝕性(xìng)。焦耳熱(電流(liú)通過導體產生的熱量)是(shì)目前研究(jiū)的熱點,它通過引(yǐn)入係統(tǒng)來實現對(duì)地(dì)表漏油(yóu)的連續回(huí)收。
商用海(hǎi)綿具(jù)有多孔性,石(shí)墨烯具有親水性和油性。它們被廉價的商業海綿包裹著,所以這(zhè)個樣品(pǐn)很便宜,它可以讓油進入和流出。樣品可以通過通電加熱(rè),然後在樣品(pǐn)中加入一個泵(bèng),把吸入的油抽到(dào)另(lìng)一個(gè)回收裝置中。實驗原(yuán)理如下:
結果表明,石墨烯功能化海綿的焦耳熱降低了(le)原(yuán)油的粘度,顯著提高了海綿油(yóu)的擴散係數,加快了吸油速(sù)度,與(yǔ)未加熱的石墨烯海綿相比,石墨烯海綿的吸油時間縮短(duǎn)了94.6%,另外,由於熱膨脹的影響,石墨烯功能化海綿的吸油(yóu)時間縮短了94.6%。原油粘度(dù)的降低(dī),原油的采收率也得到了很大的提(tí)高。
通過與香港(gǎng)科技大學吳(wú)恒安教授的(de)合作,在理論計算的指導下,研究小組得出了一個最(zuì)佳方案,即海綿一般用石墨烯(xī)包裹,另(lìng)一半不包裹,下麵用石墨烯包裹的部分可以(yǐ)在這裏(lǐ)聚(jù)集能量,上麵不包裹的部分可以在這裏聚集能量。能起到絕緣作用,所以能量(liàng)利用率會更高,吸油率高,吸(xī)油速度會更快。
這(zhè)種原位焦耳自熱(rè)吸附(fù)策略有效(xiào)地促進了疏水親油吸附劑在(zài)原油采收中的實際應用,基礎理論知識與實際應用的完美結合為(wéi)我國溢油事故的處理提供了一種(zhǒng)新穎的技術。
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