科技創(chuàng)新促進(jìn)設(shè)備進(jìn)步，這對(duì)中國(guó)制造、產(chǎn)業(yè)升級(jí)都意義重大。近日，中國(guó)蘭州化物所成功研制出3D打印撇油器，實(shí)現(xiàn)了汽油、食用油、礦物油等各種浮油的高效同步分離與收集。該 研究 得到了國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目，未來(lái)將會(huì)用于水處理設(shè)備的研發(fā)，為污水處理防治工作做貢獻(xiàn)。
借助3D打印技術(shù)在計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）、自由制造加工和器件成型方面的優(yōu)勢(shì)，蘭州化物所科研人員發(fā)展了基于3D打印技術(shù)的油/水分離組件制造平臺(tái)，制造了由油/水分離網(wǎng)帽和底部容器組成的撇油器。
中國(guó)科學(xué)院蘭州化學(xué)物理 研究 所材料表面界面課題組近期利用3D打印先進(jìn)制造技術(shù)與傳統(tǒng)表面工程手段相結(jié)合實(shí)現(xiàn)了水面浮油的高效分離與收集。
隨著人們環(huán)境保護(hù)意識(shí)的日漸增強(qiáng)，工業(yè)含油廢水以及海上原油泄露等污染事件中浮油分離和收集問(wèn)題亟待解決。近年來(lái)，受自然界超疏水表面如荷葉、水黽腿、蟬翼等啟迪，仿生(超)疏水-親油多孔材料如海綿、氣凝膠和金屬絲網(wǎng)等被廣泛 研究 并用于油水分離領(lǐng)域，顯示出了較大的應(yīng)用前景。然而，由于多孔材料主要通過(guò)將油儲(chǔ)存于其微納米孔洞中實(shí)現(xiàn)油水分離，導(dǎo)致其儲(chǔ)油能力有限、吸收容量低，而且后期收集還需要擠壓等工序且清洗困難、重復(fù)使用性差等。因此，如何從溢油現(xiàn)場(chǎng)快速、便捷、低成本地收集浮油仍然是一個(gè)具有挑戰(zhàn)性的課題。
借助3D打印技術(shù)在計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）、自由制造加工和器件成型方面的優(yōu)勢(shì)，蘭州化物所科研人員發(fā)展了基于3D打印技術(shù)的油/水分離組件制造平臺(tái)，制造了由油/水分離網(wǎng)帽和底部容器組成的撇油器。具有優(yōu)異疏水-親油性的3D打印網(wǎng)帽利用過(guò)濾作用實(shí)現(xiàn)浮油快速分離并貯存于底部容器中，從而實(shí)現(xiàn)了汽油、食用油、礦物油等各種浮油的高效同步分離與收集。與多孔型吸油毯等油/水分離材料相比，該撇油器具有分離與收集同步進(jìn)行、集油倍率高、易于清洗、可重復(fù)使用等優(yōu)勢(shì)。同時(shí)，所收集到的油在容器中具有很好的貯存穩(wěn)定性，即使在激烈振蕩、大幅度起伏、跌落等模擬海浪、風(fēng)暴等情況下亦不會(huì)出現(xiàn)二次泄露，證明了其在惡劣環(huán)境下的適用性。另外，3D打印先進(jìn)制造技術(shù)可根據(jù)實(shí)際需要設(shè)計(jì)，制造不同孔徑、大小和容量的油/水分離組件。3D打印油/水分離制造技術(shù)和平臺(tái)在易于設(shè)計(jì)和制造以及浮油高效同步分離與收集等方面的優(yōu)勢(shì)使其有望直接搭載于艦船進(jìn)行溢油現(xiàn)場(chǎng)快速、高效、低成本的海洋清污工作。
該工作得到了國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目、中科院重點(diǎn)部署和“西部之光”人才培養(yǎng)計(jì)劃項(xiàng)目、蘭州化物所“特聘人才計(jì)劃”項(xiàng)目以及甘肅普銳特科技有限公司的支持。
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