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随着环保标准日益提高,一种功能材料——疏水二氧化硅正成为环境治理领域的“明星”。其独特的亲油疏水特性,在海洋溢油回收、工业废水处理以及海绵城市建设中展现出巨大潜力,为解决一系列环保难题提供了创新思路。
疏水二氧化硅纳米颗粒具有巨大的比表面积和可调控的表面化学性质。通过改性,其表面可与油分子产生强相互作用,同时极端排斥水分子。这使得它能够像“智能磁铁”一样,高效、选择性地吸附水中的油脂和有机污染物。
在海洋与水域油污处理方面,传统吸油材料如聚丙烯纤维存在吸油量有限、保油性差、易造成二次污染等问题。而将疏水二氧化硅负载于多孔柔性基材上制成的复合吸油毡,其吸油量可达自身重量的30倍以上,且吸油后能长时间保持油份不渗漏,回收的原油可通过简单挤压实现超过90%的回收再利用。相关产品已在沿海地区环保部门进行试点应用,应对小型船舶漏油事故效果显著。
“更巧妙的是,我们将疏水二氧化硅与亲水材料结合,设计出具有‘智能浸润性’的复合材料。”中科院生态环境研究中心王研究员展示了其团队成果。这种材料用于海绵城市的地下蓄水模块时,能在雨水期允许水分快速下渗,而一旦地下水位过高,接触到模块底部预设的疏水二氧化硅层时,其疏水特性会自动减缓下渗速度,起到类似“阀门”的调节作用,优化雨水蓄存与利用。
在工业领域,含油废水处理厂也开始试用基于该材料的深度处理单元,其对分散油和乳化油的去除效率提升显著,出水含油量可降至5mg/L以下。专家指出,随着制备成本的进一步降低和功能设计的持续优化,疏水二氧化硅基环保材料有望在未来五年内实现更广泛的应用,成为守护绿水青山的一项关键材料技术。