中科院理化所Nat. Commun.:用于染料回收的親水-疏水異質微球


有機染料是常用的色彩添加劑,廣泛應用于工業、科研和日常生活。染料讓我們的服飾、食品、日用品絢麗多彩;染料在顯微鏡下發光實現成像,幫助我們揭示微觀世界的奧秘。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。

現有染料廢水的處理方法如混凝-絮凝法、生物降解法,可去除廢水中大部分有機染料,而這些方法面臨染料去除不徹底、適用染料種類有限、產生的淤泥容易造成二次污染等問題。近年來,隨著納米技術、材料科技的迅猛發展,涌現出一些新興的材料與染料廢水處理技術如催化氧化、納濾和多孔顆粒吸附。催化劑、膜和吸附材料在完成染料廢水處理后可重復使用,而染料的回收較少被重視。究其原因在于,在有機染料脫附過程中,通常在水溶液中加入含有無機酸、堿或鹽的洗脫液,使有機染料的回收過程更加復雜。

近日,中國科學院理化技術研究所王樹濤帶領研究團隊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。相關研究成果以Heterostructure particles enable omnidispersible in water and oil towards organic dye recycle為題,發表在Nature Communications上。

【圖文導讀】

圖1.?親水-疏水異質微球的表征。該團隊利用前期發展的乳液界面聚合合成方法,合成了親水-疏水異質微球,并通過透射電子顯微鏡、光誘導力顯微鏡、原子力顯微鏡等表征,證實了其表面異質納米結構。

圖2.?親水-疏水異質微球、親水微球、疏水微球的分散性能對比。

圖3.?親水-疏水異質微球實現廢水中染料回收。染料在水中被微球吸附;過濾分離;微球分散在有機溶劑中,實現染料脫附;低溫蒸餾實現染料回收;微球用于循環染料回收。

圖4.?左圖:微球從廢水中捕獲染料的熒光顯微圖像;右圖:微球在有機溶劑中釋放染料的熒光顯微圖像。

圖5.?全分散的親水-疏水異質微球

原文鏈接:https://www.nature.com/articles/s41467-023-41053-8

本文來源:https://www.cas.cn/syky/202309/t20230921_4971526.shtml

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