隨著越來越多的工業含油廢水的產生以及不斷發生的石油泄漏事件，對高效油水分離材料和技術的需求越來越迫切。據報道，具有超疏水/超親油特性的磁性納米微粒可實現油水分離。然而，其分離效率遠未達到實際使用要求。盡管通過適當的設計可改善復合微粒油水分離效率，但往往忽略了微納顆粒高比表面積的優勢。而且，由于在水中分散性較差，傳統的超疏水/超親油納米微粒不適用于微乳液分離。
中國科學院蘭州化學物理研究所聚合物自潤滑復合材料研究組近期發展了一種新型聚合物刷接枝磁性復合微粒，可實現高效油水分離。研究人員將聚(N-異丙基丙烯酰胺)（PNIPAM）接枝在二氧化硅包裹四氧化三鐵納米微球上，制備了聚合物刷接枝磁性復合微粒，利用他們特殊的潤濕性將其應用于油水分離。
與重力驅動油水分離不同，該聚合物刷接枝磁性復合微粒可作為固體穩定劑擴散到油水界面區域，通過體積排阻作用將油水直接接觸界面最小化。同時，在外部磁場作用下，可輕易將皮克林乳液從油水混合物中分離。當乳液從室溫加熱到PNIPAM的相轉變溫度(35℃)以上時，PNIPAM的潤濕特性發生轉變，使皮克林乳液失去穩定性，從而釋放油。研究人員以甲苯/水等微乳液為例，使用該材料實現了較高的油水分離效率，且經過多次循環利用后，復合微粒仍能保持較高的分離效率。
相比傳統的超疏水/超親水微粒進行油水分離，該方法利用PNIPAM特殊潤濕性能的同時，充分發揮了微納米顆粒高比表面積的優勢，極大地提高了微納米顆粒油水分離效率。該新材料有望在油水分離領域獲得廣泛應用。
以上工作得到了國家杰出青年科學基金和國家自然科學基金的支持，研究結果發表于近期出版的ACS Appl. Mater. Interfaces (Appl. Mater. Interfaces 2014, 6, 13334?13338)。
聚合物刷接枝磁性復合微粒油水分離機制
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