Hurtig og effektiv olie-vand-separation opnået af nyudviklede partikler

Kinesiske forskere har udviklet nye magnetiske Janus-partikler til olie-vand-separation. Disse partikler - hydrofile/oleofile magnetiske Janus-partikler - kan adskille mikroskalerede oliedråber fra vandet hurtigt og effektivt.

Olieforurening er blevet en global udfordring. I praksis, olier klassificeres normalt som flydende olier, dispergerede olier, overfladeaktivt stabiliserede oliedråber og overfladeaktive stoffer-fri mikroskalerede små oliedråber. I de seneste år, mange bestræbelser gennem kontrol af overfladens fugtighed for at opnå effektiv adskillelse af flydende olier, der er lavet dispergerede olier og endda overfladeaktivt stabiliserede oliedråber. Imidlertid, adskillelsen af ​​små oliedråber fra vand er ofte blevet overset.

Mikroskalerede oliedråber med diametre mindre end 20 μm er meget stabile i vand. Der er stadig mange udfordringer, når man bruger traditionelle metoder og superbefugtelige materialer til at adskille disse mikroskalerede oliedråber fra vand.

For nylig, forskere fra det tekniske institut for fysik og kemi ved det kinesiske videnskabsakademi (TIPCCAS) har udviklet en emulsionsgrænsefladepolymerisationsmetode til at syntetisere anisotrope Janus-partikler med kontrollerbar topologisk og kemisk anisotropi.

Denne metode kan også udvides til fabrikation af todimensionelle Janus filmaktuatorer med stort område.

På baggrund af disse undersøgelser, forskerne syntetiserede for nylig hydrofile/oleofile magnetiske Janus-partikler ved emulsionsgrænsefladepolymerisering og grænsefladesamlingen af ​​Fe3O4-nanopartikler, realisere den hurtige og effektive adskillelse af mikroskalerede små oliedråber fra vand.

Når de hydrofile/oleofile magnetiske Janus-partikler tilsættes til olie-i-vand-emulsionen og efterfølgende rystes i et minut, den oprindeligt stabile emulsion dannede hurtigt lag.

Efter manipulation med et magnetfelt, den øvre oliefase kunne hurtigt tiltrækkes mod magneten. Hele processen blev gennemført på to minutter. Adskillelsen opnåede en høj effektivitet (> 99%) og kan anvendes til forskellige olier og forskellige olieindhold.

Forskere fandt også ud af, at den oleofile overflade af Janus-partikler var gavnlig til at fange et stort antal små oliedråber for at få dem til at smelte sammen. Endelig, som overfladeaktive molekyler, disse Janus-partikler kunne adsorbere ved grænsefladen mellem store oliedråber for at stabilisere dem.

Disse Janus-partikler kan selvsamles på grænsefladen af ​​de større oliedråber med deres oleofile konkave overflade mod oliefasen og deres hydrofile konvekse overflade mod vandfasen.

Disse partikler er en god kandidat til anvendelse ved oprensning af industrispildevand og vandrensning.