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如何清理水中的油污?
來源:科普中國 瀏覽 423 次 發布時間:2022-09-19
生產生活過程中產生的廢水中常常含有大量的油污,近年來水中油污染已成為危害人類健康及環境安全的重大問題。隨著科技發展,現在水中的油污即使再小,也能清理干凈,用的就是一種名為“磁性兩面神微球”的東西。
磁性兩面神微球只需兩分鐘左右,就可分離出水中的微小油滴,分離效率高達99%。
油是怎么存在水中的?油在水中的存在形式,根據油滴的粒徑,可以分為三類,油滴粒徑大于150微米稱為“浮油”,這也是油進入水體的主要存在形式;油滴粒徑在20-150微米之間稱為“分散油”;油滴粒徑小于20微米的稱為“乳化油”。不管是表面活性劑穩定的油滴,還是無表面活性劑穩定的油滴,極小的乳化油以油包水或水包油的形式懸浮于水中。
科學家們是怎么研究的?科研人員從油水分離的科學本質出發,從材料的浸潤性上入手,利用材料表面對油和水具有不同的浸潤行為,如同時具有超疏水和超親油性質,或同時具有超親水和超疏油性質,發展了一系列超浸潤性油水分離材料。
磁性兩面神微球之所以有這么高效的清除效果,完全依賴于其獨特的抓手結構。微球具有凸面親水、凹面親油的兩面性質,其親油的抓手能和水中的微小油滴在結構上形成很好的匹配。
當把它加入油水乳液中時,其親油抓手能有效捕捉水中的微小油滴,在結構上發生互補匹配,形成雪人狀結構。它還能在劇烈的晃動過程中大幅降低油水界面張力,促使那些被捕捉到的微小油滴合并形成大油滴,從而使得油水乳液快速分層。
磁性兩面神微球在油水界面發生自組裝,即緊密地排列在大油滴的表面,在外加磁場的作用下,穩定結合在一起的大油滴會朝著磁場方向運動,最終實現油水分離。