吸油海绵可以吸收海上钻井中的残留物

 
图片来源：CC0 Public Domain海底钻探和压裂通过将微小的油滴释放到周围的水中，每年产生1000亿桶的石油污染废水。
从水中去除油的大多数努力都集中在去除工业泄漏物上的大浮油，但这不适用于去除微小的液滴。相反，科学家们正在寻找清洁水的新方法。
现在，多伦多大学和伦敦帝国理工学院的研究人员开发了一种海绵，可在十分钟内从废水中去除90%以上的油微滴。
从废水中捕获油后，可以用溶剂处理海绵，该溶剂会从海绵中释放出油。然后可以将油回收。海绵，准备再次使用。
海绵对以前的概念进行了改进：首席作者P. Panii Cherukupally博士(现任帝国化工公司)在其博士学位期间开发了海绵的早期版本。尽管以前的海绵去除了所测试样品中95%的油，但这样做花了三个小时，远远超过了工业上的使用时间。
酸度和碱度也是一个问题，因为被污染的废水的pH值决定了海绵的工作性能。 Cherukupally博士说：“我们系统的最佳pH值为5.6，但实际废水的pH值范围可以从4到10。当我们达到该规模的最高点时，我们看到除油率显着下降，降至百分之六或百分之七。”
现在，Cherukupally博士与T和帝国大学的学者一起，对海绵进行了化学改性，使其具有潜在的工业用途。新海绵的工作速度更快，并且pH范围比以前的海绵更大。
研究结果今天发表在《自然可持续性》上。
海绵的秘密
Cherukupally博士使用普通的聚氨酯泡沫(类似于沙发垫中的泡沫)来创建原始的海绵，以从废水中分离出微小的油滴。该团队仔细调整了孔径，表面化学性质和表面积，以创建一个海绵，该海绵吸引并捕获油滴(称为“吸附”的过程)，同时让水流过。
为了在新研究中改善海绵的性能，Cherucupally博士的团队与美国化学大学的化学家合作，在泡沫表面添加了称为纳米晶体硅的微小颗粒材料。然后，他们可以更好地控制海绵的表面积和表面化学性质，从而提高其捕获和保留油滴的能力-这一概念被称为临界表面能。
使用后，可以将海绵从水中移开并用溶剂处理，从而从其表面释放出油。
Cherukupally博士说：“关键的表面能概念来自生物污损研究领域，试图防止微生物和藤壶等生物附着在船体等表面上。
“通常，您希望将临界表面能保持在一定范围内，以防止发生附着，但在我们的案例中，我们对其进行了操作，以使液滴紧紧附着。
“这完全是从战略上选择孔的特征及其表面。商业海绵已经具有微小的孔，可以捕获微小的液滴。聚氨酯海绵是由石油化工制成的，因此它们已经具有化学基团，可以很好地捕获液滴。
“问题在于我们的化学基团少于捕获所有液滴所需的化学基团。因此，我与美国化学大学的化学家合作以增加化学基团的数量，并与帝国理工学院的达里尔·威廉姆斯教授合作以获取适量的涂层。 ”
机油清理
华盛顿大学的合著者艾米·比尔顿教授说：“目前的溢油清理策略主要集中在浮油上，但它们会漏掉水中形成的微滴。”
“尽管我们的海绵是专为工业废水而设计的，但使其适应淡水或海洋条件可以帮助减少未来泄漏所造成的环境污染。”
Cherukupally博士将继续改善海绵在石油应用中的性能，并与帝国理工大学生命科学系的Huw Williams博士合作研究海绵如何从盐水中去除细菌。
她还希望使用海绵来处理天然气，采矿和纺织工业的污染，并希望使该技术可负担得起在发展中国家使用-主要用于消除受污染的有机物，重金属和病原体的河流。