Gráficamente abstracto. Crédito:DOI:10.1016 / j.cej.2021.130904
El equipo del profesor Zeng Zhixiang en el Instituto de Tecnología e Ingeniería de Materiales de Ningbo (NIMTE) de la Academia de Ciencias de China (CAS) desarrolló un nuevo desemulsionante magnético con microestructuras inspiradas en escarabajos del desierto, realizando una separación de emulsión de aceite en agua de alta eficiencia con un bajo consumo de energía de recuperación. El estudio fue publicado en Chemical Engineering Journal.
En años recientes, La descarga de aguas residuales aceitosas y los derrames de petróleo marino han provocado cierta contaminación de las aguas aceitosas, planteando grandes amenazas para el ecosistema marino mundial y la salud humana. Sin embargo, materiales existentes para el tratamiento de aguas residuales oleosas, especialmente partículas superhumectantes, exhiben una eficiencia de separación inferior y un alto consumo de energía de recuperación, limitando así seriamente su aplicación práctica en la separación de emulsiones de aceite en agua.
Inspirado a la inversa por la estructura hidrofílica / superhidrofóbica en la espalda del escarabajo Stenocara para la recolección de agua y la retención de agua, Los investigadores de NIMTE fabricaron un compuesto a base de óxido de grafeno magnético (Fe 3 O 4 / GO @ C-SR) con microestructura similar a un escarabajo del desierto, que consiste en una subcapa subacuática superoleófoba y protuberancias superhidrófobas / superopolofílicas.
En virtud de un sencillo método solvotermal de un solo paso, el óxido de grafeno magnéticamente activo (Fe 3 O 4 / GO) se sintetizaron partículas. Luego, las partículas de negro de carbón superhidrofóbicas / superopolofílicas (C-SR) se ensamblaron en la superficie de Fe 3 O 4 / GO partículas para construir una estructura similar a un escarabajo mediante una técnica de molienda de bolas.
El Fe sintetizado 3 O 4 El demulsionante / GO @ C-SR mostró una alta hidrofobicidad / oleofilicidad en el aire y una alta oleofobicidad bajo el agua. Las protuberancias superopolofílicas, es decir., C-SR, puede capturar y agregar pequeñas gotas de aceite, y la capa de hidratación formada en la región hidrófila puede prevenir eficazmente que las gotitas de aceite capturadas se extiendan sobre la estructura compuesta, mejorando así la eficacia de separación de la emulsión de aceite en agua.
Además, en comparación con los desemulsionantes magnéticos tradicionales GO, el Fe magnético sintetizado 3 O 4 / El demulsificador GO @ C-SR mostró una mayor eficiencia de conversión fototérmica y una reciclabilidad superior, reduciendo así el consumo de energía del desemulsionante en el proceso de recuperación.
