關于靜電植絨布的再回收利用的探討
研究者前期用靜電植絨方法對人厭槐葉萍空氣層持性進行仿生,植絨樣品的表面毛發結構與植物葉片的表面結構具有一定相似性。在此基礎上,進一步研究靜電植絨仿生樣品在吸附油類方面的應用。我國靜電植絨布年產量超過6.4億米,而在其回收利用方面目前幾乎處于空白狀態,本研究期望將靜電植絨仿生樣品應用在漏油回收中,為廢舊紡織品回收再利用提供新路徑。石油至今仍是人類重要的能源和化工原料,全球年開采量巨大。石油的開采運輸過程中,意外的漏油事故會對環境造成嚴重危害。針對處理泄漏在洋面的石油,科技工作者已進行許多研究。概括來講,主要有燃燒法、化學分散法等傳統處理方法,但其利用泄漏的石油的效率低,還可能對環境造成二次污染;生物降解法和凝固法等成本過高、效率偏低;吸附法處理泄漏石油,目前得到了人們的認可。吸附法中的吸附材料主要有天然和合成兩大類,其中天然材料吸附劑如木屑,木棉等,雖來源廣,成本低,但它們不僅吸附石油,還吸附水,效率低。為使吸附劑具有良好的選擇吸附性,可對吸附劑進行疏水親油改性。此外,一些新型吸附技術如靜電紡纖維膜、改性海綿等,雖然表現出較好的選擇性吸油性能,但其推廣應用還受到成本和大規模制備等問題的制約。
合成纖維吸附材料目前占據吸附劑主要市場,一般產品吸附性能可達到10 g/g以上,以3M公司的P-FL550DD 為例,其標準型承諾吸附量可達2.17 L/m2,略優于本研究中靜電植絨產品。但是合成纖維吸附材料成本較高(505~758 元/kg),而來源廣泛的天然吸附材料經疏水改性后作為吸附劑雖然成本較低(95 元/kg),但也有吸附量低(1~5 g/g)、油回收及循環使用困難等問題。我國植絨商品年銷售量大,如能將其廢舊物進行充分的回收利用,雖需附加額外疏水改性成本,但仍具有較好的優勢,因植絨產品吸油回收方便,首次吸附油回收率可達70%以上,同時可多次循環使用。
仿生植絨樣品經疏水改性后有良好的疏水親油性,可以快速吸附油水混合物中的油,而不吸附水,表現出優異的選擇吸附性。樣品對礦物油和植物油都具有較快的吸附速率,最大吸油量媲美商用吸附劑,吸附效率高。樣品吸油后能保持漂浮,便于收回。樣品吸附的油在合適壓力下,首次回收率達到70%以上,回收后植絨樣品可循環使用,后續回收率可達100%,循環使用多次仍具有好的吸油性能。
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