多功能超润湿复合材料构筑及其在油田水处理中的应用

Improvement of the oil-water separation efficiency and removal of those water-soluble chemical pollutants from the oily waste water are the important projects recently. Therefore, we create a new and one-step immobilization route to immobilize functional nanomaterials (hydrophilic absorbents) on the surface of substrate, which can provide composite materials with high oil-water separation efficiency and removal capacity against those water-soluble chemical pollutants as well, thus reducing the harm from oily waste water to ecological environment. Compared with those reported two-steps immobilization route which required the precursors of nanomaterials, our route is much easier and can adopt diverse functional nanomaterials directly, thus making our composite materials' versatile. We believe that our project is very useful for future ecology environmental protection.

如何提高含油废水的油水分离效率，以及有效降低含油废水中残留的可溶性化学污染物质，是当前含油废水研究领域的重点。本项目提出通过一步法将具有亲水性、同时兼具对可溶性化学物质吸附性能的功能纳米材料固定在基材表面；赋予该类复合材料拥有超亲水-水下超疏油特殊结构，进而可以用于高效油水分离；同时降低水中可溶性化学污染物质的残留；从整体上降低含油废水对生态环境的破坏，并提高处理后含油废水的再利用。与通常需要纳米材料前驱体的两步法相比，本方法更为简单且以纳米材料为原料，拓展该类复合材料的多样性。这不仅可以实现高效油水分离，同时可以有效除去水中可溶性化学污染物质，无论是对当前的环境保护还是科学研究都有重要的意义。

水环境污染已经成为经济发展的主要障碍，特别是石油泄漏、日常生活和工业生产过程中产生的大量含油废水对水环境和人类健康构成了巨大威胁。目前，油水分离仍然是一个世界性的难题，受到工业界和科学界的广泛关注。尽管特殊浸润性膜材料在油水分离应用中已取得良好的进展，然而仍然存在持久抗污性差和按需油水分离过程复杂等不足。. 本项目主要研究内容：多种超浸润改性复合膜材料的制备及含油污水分离性能研究。. 通过一步法将同时带有正负电荷的埃洛石纳米管（外负内正）修饰在PVDF商业膜表面，通过控制多巴胺的加量来调控HNTs在膜表面的修饰量，制备了具有优异的超亲水和水下超疏油性能的HNTs@PVDF复合膜。可以高效（>99.65%）从含油废水中分离各类的油/水乳液（包括表面活性剂稳定的和不含表面活性剂的乳液），具有出色的循环能力和良好的通量回收率。（FRR>95%）。同时，还可以通过简单的过滤快速吸附污水中的阴阳离子染料。. 对氧化石墨烯基纳滤膜进行组成、结构调控，系统地对其理化性质和纳滤性能进行评价，揭示其内在机理，以此为基础对GONM的结构强化、染料分离、海水淡化、抗污性能以及长期稳定性等方面做了深入的应用研究，并表现出优异的性能，希望为未来GONM的应用推广提供有益助力。. 通过将超润湿膜与功能性纳米材料相结合，来设计出用于处理含油废水的多功能油水分离膜，仿生构建了高抗污，高通量和高精度多功能油水分离膜体系，实现了轻/重油水混合物、水包油乳液以及高粘性含油废水（原油，大豆油等）的高效分离。本项目为开发具有实际应用价值的油水分离材料提供了一定的理论基础，提供了合适的结构体系；对减少含油污水排放量，提高水资源和回收油的利用率，缓和环境恶化问题具有一定的参考价值。