科學家開發新型海綿,可快速吸附工業廢水中的微小油滴

作者 | 發布日期 2019 年 12 月 19 日 14:24 | 分類 尖端科技 , 生態保育 follow us in feedly


為了去除工業廢水中的微小油滴,英國帝國學院(Imperial College)研究團隊開發了一種新型海綿,只需放入水中便能在短時間內吸附 90% 以上的油,隨著研究持續,團隊相信海綿也能對石油開採時造成水質汙染提供協助。

在多倫多大學(U Toronto)就讀博士時,Pavani Cherukupally 使用聚胺酯(PU)開發了吸油海綿的早期版本,在調整孔徑、表面化學性質及表面積後,Cherukupally 賦予了海綿強力吸附油滴並讓水通過的能力。

儘管在實驗中,早期版本已經能夠吸附廢水樣本中 95% 的油,但也花上了 3 個小時的時間,另一方面,它還得在 pH 值 5.6 的水中才能達到最佳效果,考量到需要處理的水 pH 值範圍可能從 4-10,兩者都使早期版本要在現實世界中應用仍不切實際。

為了讓海綿達到足以實用化的成效,Cherukupally 在進入帝國學院後集結了此處與多倫多大學兩邊的團隊,透過添加微晶矽(nc-Si)顆粒解決了這些缺點。

這些塗層可以更好地調整海綿的表面積和表面化學性質,使其能在更廣的 pH 範圍內更快速的吸附油滴,與過去得花上 3 小時相比,新版海綿現在只需要 10 分鐘便能吸附 90% 油滴。

▲ 清潔前及清潔後的廢水。(Source:多倫多大學/Kevin Soobrian

一但海綿被油浸透,使用者只需要簡單將其從水中移出,再使用溶劑除去吸附的油,便可以將海綿再度投入使用。

雖然海綿是為工業廢水處理所設計,但論文合著者、華盛頓大學 Amy Bilton 認為,海綿仍有更廣泛的用途等待發掘。

除了設備故障導致的大型漏油事件,在開採石油鑽探海床時也會將微小油滴釋出影響周圍水質。由於目前多數材料僅用來大面積浮油清理,科學家們正在尋找清潔水中微小油滴的新方法。而團隊開發的海綿只要使其適應淡水、海洋條件,便可以用來解決微小油滴,甚至是天然氣、採礦和紡織工業導致的環境汙染。

Cherukupally 和團隊將持續改善海綿在吸附原油、從鹽水中去除細菌的功能,並希望使其在發展中國家也能負擔得起。研究論文已經刊載於《Nature Sustainability》期刊。

(首圖來源:多倫多大學/Kevin Soobrian