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薛庆忠教授团队在油水分离膜研究方面取得新进展
中国石油大学(华东)材料科学与工程学院 杨子莹 / 时间:2023-04-11 09:02:39

中国石油大学(华东)材料科学与工程学院4月8日讯:近日,我院薛庆忠教授团队在油水分离膜研究方面取得新进展。相关论文“Bioinspired Dynamic Antifouling of Oil‐Water Separation Membrane by Bubble‐Mediated Shape”发表在国际著名期刊Advanced Functional Materials上。该成果得到国家自然科学基金、山东省重点研发计划(重大科技创新工程)等项目资助。

含油废水是石油开采、加工和使用过程中不可避免的副产物,严重威胁生态环境和人类健康。膜分离技术被认为是最具潜力的含油废水处理技术,但油水分离膜普遍受困于膜污染问题而难以大规模应用。鉴于此,该团队基于制备的新型超浸润油水分离膜材料提出了一种电催化原位气泡抗污策略(图1)。分离过程中,膜材料通过催化电解水过程在表面原位产生微气泡,在表面张力驱动下微气泡自发与膜上堵塞的污染物合并,且利用浮力作用携带污染物脱离膜表面,从而实现了污染物的快速、高效清除。

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图1 基于电催化原位气泡抗污策略示意图

研究证实所提出的原位气泡抗污策略能够同时去除膜表面多种类型污染物,包括堆积油、堵塞油、粘附油和固体颗粒,抗污效率达到90%以上。该抗污方法比常规抗污方法更加灵活高效,可以通过外电流进行实时、动态地按需调控,能够显著提升膜材料的分离性能和使用寿命(图2)。审稿专家对该工作给与了充分肯定与认可,一致认为该工作提出的原位气泡抗污策略为开发新一代油水分离技术提供了新思路、新方法。中国石油大学(华东)为唯一署名单位,博士生李晖为第一作者,薛庆忠教授、罗小明教授和张建强老师为共同通讯作者。

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图2 气泡抗污提升膜油水分离性能

薛庆忠教授团队致力于新能源与环境材料的设计、制备及应用研究。先后在Energy & Environmental Science、Nature Communications、Advanced Functional Materials、ACS Nano等高水平期刊上发表论文170余篇,被他人引用1万余次;获得山东省自然科学奖一等奖、中国石油与化学工业联合会科技进步一等奖等科研奖励。

相关链接:https://doi.org/10.1002/adfm.202212582