分会

第四十一分会：多孔材料

摘要

人类社会的含油废水排放给环境治理带来了巨大的压力。趋于成熟的膜分离技术是目前高效处理含油废水的有效手段之一。然而这种方法在处理高浓度纳米/亚微米级油水乳液时需要提供严苛的分离条件与极高的操作压力，同时还容易发生油分的浓差极化现象，导致膜组件的频繁更换，造成巨大的能耗与成本。太阳能辅助界面蒸发技术作为一种新兴、温和、可持续的淡水分离获取技术有望能解决膜分离技术在上述领域中遇到的问题。我们提出一种“截留-蒸发耦合光热蒸发器”，将过程温和的太阳能辅助界面蒸发技术与高油水选择性的膜分离技术相结合，实现了对包括含挥发性油分油水乳液稳定、高效且零能耗的油水分离。其中，器件底部结构受到植物根部的启发，利用一层海藻酸钙薄膜实现了对乳液中水分的选择性吸收。器件顶部由蒸发造成的水分流失会在被封闭的器件内部形成负压，为器件底部的油水膜分离过程提供温和稳定的驱动力，能够在源源不断地驱动油水分离过程的同时，有效延缓油分极化现象的发生。这种截留-蒸发耦合光热蒸发器对包含含有易挥发油分的油水乳液等含油废水都能达到99.9%以上的油水分离效率，且在长时间循环工作实验中都能保持3.10 kg·m–2·h–1的优异蒸发速率。

关键词

油水分离；光热蒸发；海藻酸钙膜；淡水获取

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