我國科學家研制出新型微球可從廢水中回收染料

近日,中國科學院理化技術研究所仿生材料與界面科學重點實驗室提出了全新的表面異質納米結構化顆粒全分散策略,制備了全分散的親水-疏水異質微球。這些微球在一系列溶劑(水、乙醇、辛烷等)中展示出全分散的優異性能,并實現了從廢水中回收有機染料。

有數據表明,全球有機染料的產量達到70萬噸/年,但其中近10%～15%被排放到工業和家庭廢水中,已成為水污染的重要源頭,對生態環境和公眾健康構成威脅。

近年來,理化所研究員王樹濤團隊提出了乳液界面聚合合成異質結構微球的新方法,并在其高效分離應用上取得了一系列創新性成果:發展了多種乳液界面聚合合成方法,制備了一系列具有不同尺寸、化學組成、孔隙、表面納米結構的異質微球。

親水-疏水異質微球表面具有交替的親水、疏水成分。這種結構既利于高極性溶劑(水)的鋪展,又利于中等極性溶劑(乙醇等有機溶劑)、低極性溶劑(辛烷等油性有機溶劑)的鋪展。此外,在親水區,易引入帶電基團,這些基團能為顆粒間提供靜電排斥作用,從而在不同溶劑中實現良好的分散。

利用這種獨特的全分散性,該團隊發展了一種從含有機染料的廢水中分離回收染料的策略。染料在水中被吸附到微球上,通過過濾得到凈化的水與吸附了染料的微球,再將這些微球分散到有機溶劑中實現染料的脫附,通過過濾得到溶解了染料的有機溶劑,染料通過蒸餾被回收,同時微球被循環利用。

親水-疏水異質微球為有機染料的回收提供了一類頗具前景的材料。回收有機染料的過程中,只需加入有機溶劑,無需加入含有無機酸、堿或鹽的洗脫液。有機溶劑易通過簡單的蒸餾從染料中去除,避免了去除無機酸、堿和鹽的復雜步驟。這類材料在環境污染物處理、資源回收利用、海洋資源富集提取、生物分子檢測等復雜樣品的分離分析領域具有廣闊的應用前景。