当万吨原油泄漏染黑蔚蓝海洋，如何高效处理含油废水？华侨大学团队在《化学科学与工程前沿》发布创新成果，其研发的TiO2@MCC改性PA6复合膜，对含表面活性剂的油水乳液分离效率达96%，循环使用50次后性能仍保持93%，为海洋生态保护装上“分子级净水器”。

从“堵不住”到“一网打尽”：微晶纤维素破解膜污染困局
传统油水分离膜易被油污堵塞，如同渔网粘满油脂丧失过滤能力。研究团队受荷叶超亲水特性启发，以尼龙PA6为基底，结合微晶纤维素（MCC）的成膜能力和二氧化钛（TiO2）的光催化特性，构建出“纳米级筛网”。通过离子液体溶剂将MCC与TiO2均匀涂覆在PA6表面，形成微纳米复合结构。实验显示，改性后膜材料水下油接触角从131.6°跃升至179.6°，油滴黏附力降低98%，如同为分离膜穿上“防污盾甲”。

“双剑合璧”效应：通量较传统膜提升5倍
技术突破藏在材料协同中。MCC凭借丰富的羟基形成水合层，如同“分子海绵”阻隔油污接触；TiO2纳米颗粒则像“光触媒清洁工”，在紫外线下分解残留有机物。对比测试显示，改性膜对含十二烷基硫酸钠（SDS）的油水乳液通量达4533 L·m⁻²·h⁻¹·bar⁻¹，较普通PA6膜提升5.2倍，分离时间缩短80%。拉曼光谱证实，膜表面石墨化程度提升12%，形成更稳定的抗污屏障。

极端环境挑战：酸碱浸泡36小时“纹丝不动”
研究设置三重严苛验证：将复合膜浸泡在pH=3的酸性溶液和pH=12的碱性溶液中36小时。结果显示，改性膜水下油接触角仍保持150°以上，酸性环境下分离效率仅下降1.5%，碱性环境下通量损失不足7%。扫描电镜观测显示，经历酸碱腐蚀后膜孔结构完整，TiO2颗粒未出现脱落，如同“纳米乐高”经受住化学风暴考验。

绿色净水革命：单张膜年处理万吨废水
以10万吨级油污水处理厂测算，采用新膜技术可减少化学药剂使用量35%，能耗降低40%。目前该技术已在福建某石化企业完成中试，单张膜片连续运行50次后通量仍达3100 L·m⁻²·h⁻¹·bar⁻¹，使用寿命较传统膜延长3倍。分离后的水中油含量低于10ppm，达到国家一级排放标准。

正如论文通讯作者胡鹏程所述：“当纳米材料学会‘分工协作’，黑色油污也能变回清澈水流。”这项突破不仅攻克工业废水处理难题，更为海上溢油应急、餐厨废油回收提供了高效解决方案。

来源: 化学工程前沿FCSE