• 分類：行業新聞
• 作者：南通衆益鑫化工
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• 發布時間：2025-05-13
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【概要描述】近日，中國科學院理化技術研究所仿生材料與界面科學重點實驗室的研究人員提出瞭(le)一種全新的表面異質納米結構化顆粒全分散策略，制備瞭(le)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，並(bìng)實現瞭(le)從廢水中回收有機染料。



△全分散的親(qīn)水-疏水異(yì)質微球

有機染料是一種常用的色彩添加劑，被廣泛應用於(yú)工業、科研和日常生活的方方面面。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(ào)秘。有數據表明，全球有機染料的産量達到70萬噸/年，其中近10%～15%被排放到工業和家庭廢水中，已成爲水污染的重要源頭，對生态環境和公衆健康構成威脅。

現有染料廢水的處理方法，如混凝-絮凝法、生物降解法，可以去除廢水中大部分有機染料，然而這些方法依然面臨染料去除不徹底、适用染料種類有限、産(chǎn)生的淤泥容易造成二次污染等問題。近年來，随著(zhe)納米技術、材料科技的迅猛發展，湧現出一些新興的材料與染料廢水處理技術，包括催化氧化、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後可重複使用，然而染料的回收很少被重視。究其原因，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複雜。

△王樹濤研究員

近年來，中國科學院理化技術研究所王樹濤研究員團隊提出瞭(le)乳液界面聚合合成異質結構微球的新方法，並(bìng)在其高效分離應用上取得瞭(le)一系列創新性成果。發展瞭(le)多種乳液界面聚合合成方法，制備瞭(le)一系列具有不同尺寸、化學組成、孔隙、表面納米結構的異質微球，實現瞭(le)複雜生物流體中痕量糖肽的分離、相近尺寸蛋白的分離、病毒核酸分離、癌症病人外周血中痕量循環腫瘤細胞的分離等，構築瞭(le)色譜柱、微分離柱、微流控、紙色譜等分離器件。

△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，合成瞭(le)親水-疏水異質微球，並(bìng)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，證實瞭(le)其表面異質納米結構。

△圖2.  親(qīn)水-疏水異質微球、親(qīn)水微球、疏水微球的分散性能對(duì)比。

△圖3.  親水-疏水異質微球實現廢(fèi)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；微球用於(yú)循環染料回收。

親水-疏水異質微球表面具有交替的親水、疏水成分（圖1），這種結構既有利於(yú)高極性溶劑（水）的鋪展，又有利於(yú)中等極性溶劑（乙醇等有機溶劑）、低極性溶劑（辛烷等油性有機溶劑）的鋪展。此外，在親水區，很容易引入帶電基團，這些基團能爲顆粒間提供靜電排斥作用，從而在不同溶劑中實現良好的分散（圖2）。利用這種獨特的全分散性，該團隊發展瞭(le)一種從含有機染料的廢水中分離回收染料的策略。染料在水中被吸附到微球上，通過過濾得到淨化的水與吸附瞭(le)染料的微球，再将這些微球分散到有機溶劑中實現染料的脫附，通過過濾得到溶解瞭(le)染料的有機溶劑，染料通過蒸餾被回收，同時微球被循環利用（圖3）。

親水-疏水異質微球爲有機染料的回收提供瞭(le)一類很有前景的材料。回收有機染料的過程中，隻需加入有機溶劑，無需加入含有無機酸、堿或鹽的洗脫液。有機溶劑很容易通過簡單的蒸餾從染料中去除，避免瞭(le)去除無機酸、堿和鹽的複雜步驟。這類材料在環境污染物處理、資源回收利用、海洋資源富集提取、生物分子檢測(cè)等複雜樣品的分離分析領域具有廣泛的應用前景。