二维材料膜使油分离更加容易

 
曼彻斯特大学的研究人员在克服膜技术中最大的问题之一-膜污染方面取得了飞跃。
基于膜的分离对于各种过程至关重要，例如水过滤以及油气分离。膜技术中石墨烯和其他二维材料的使用已引起人们的极大关注，因为这些材料的可调谐性使其能够过滤以前认为不可能的杂质。
结垢是膜分离中不可避免的事件，其中在膜的孔中发生堵塞，会阻止流动并阻止膜正常运行。对于油分离技术而言，结垢是一个特别严重的问题，因为油滴很容易粘在膜表面上。
由化学工程与分析科学系，亨利·罗伊斯研究所和美国国家石墨烯研究所组成的研究小组与伦敦大学学院(UCL)合作，证明了Nature石的一种脱落的二维形式。粘土矿物，可用作油水分离的防污涂料。
用二维材料膜进行油分离。信用：曼彻斯特大学众所周知，提高水的润湿性和降低膜上的油附着力可以减少因油沉积而引起的膜污染。过去，科学界主要集中在通过化学改性来调节膜的表面电荷，以增强水的润湿性，从而减少结垢。这些尝试已部分成功，但尚未达到长期的防污性能。
现在，曼彻斯特大学的研究小组发现，通过堆叠两层二维ver石片而制备的ver石膜的润湿特性，只需交换表面上和之间的阳离子，就可以将其从超亲水性转变为疏水性。石层。
此外，该团队还展示了如何通过使用超亲水性锂交换ul石(ver石锂)作为商用微滤膜的涂层，来利用这种不寻常的特性来减少油水过滤过程中的膜污染。
该论文的主要作者黄坤博士说：“锂ver石膜不仅具有超亲水性，而且由于其水下的超疏油特性，还能在过滤过程中排斥油滴。水下。石覆盖的微滤膜上的油附着力超过40比未涂覆的膜低三倍。”
证明的油水分离只是使用超亲水防污膜的一个例子。它们的应用可以扩展到其他领域，例如开发自清洁表面和用于生物过滤的防污过滤器。
Rahul Raveendran Nair教授说：“开发用于油水分离的防污膜是科学家和技术人员长期追求的目标，这一领域的出版物数量迅速增长就可以证明这一点。我们相信我们的工作将取得重大进展是对固体直至分子水平的润湿性的基本了解，是坚固的防污膜技术发展的显着里程碑。”
这项工作是与UCL物理与天文学系的科学家合作完成的，旨在探讨离子交换后ver石膜中异常的水润湿转变的机理。
UCL的帕特里克·罗(Patrick Rowe)表示：“我们的研究表明，水分子，表面和离子之间相互作用的原子尺度细节对于理解固体的表面性质非常重要。锂的高水亲和力和较低的油滴相互作用石是由于水分子在锂water石表面的独特排列。”
该论文的共同作者克里斯蒂·谢里安(Christie Cherian)博士说：“ the石膜中存在离子有助于将水分子牢固地钉在表面上，即使该膜长时间暴露在油中也是如此。在石涂层膜上的应用，显示出将其用作长期防污涂层的前景。