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面对全球水资源危机，疏水气相白炭黑凭借其“疏水-亲脂”双重特性，在废水处理领域开辟出一条技术新路径。其核心机理在于：表面甲基基团排斥水分子，同时孔隙结构通过范德华力吸附油污及重金属离子。
含油废水处理实验显示，在100mg/L乳化油废水中，添加2g/L疏水白炭黑可使油去除率达99.2%，远超传统活性炭的78%。中石化胜利油田现场应用表明，该材料可将含油污水COD从1200mg/L降至50mg/L以下，达到国家一级排放标准。
重金属吸附方面，改性后的白炭黑对Pb²⁺、Cd²⁺的吸附容量分别达286mg/g和198mg/g。东华大学研发的氨基功能化产品，在pH=5条件下对Cr(VI)的去除率较未改性材料提升3.2倍，且可通过盐酸再生循环使用5次以上。
膜分离技术中，将疏水白炭黑掺入聚偏氟乙烯（PVDF）膜基体，可使膜表面水接触角从82°提升至125°，通量提高40%的同时，对腐殖酸的截留率保持在95%以上。该技术已应用于太湖蓝藻治理项目，日处理量达10万吨。
