2010年的墨西哥灣原油泄漏事件仍然存在于許多人的記憶當中。隨著人們環境保護意識的日漸增強,工業含油廢水以及海上原油泄露等污染事件中浮油分離和收集問題亟待解決。如何從溢油現場快速、便捷、低成本地收集浮油,仍然是一個具有挑戰性的課題。
近日,中國科學院蘭州化學物理研究所材料表面界面課題組利用3D打印?先進制造技術與傳統表面工程手段相結合實現了水面浮油的高效分離與收集。
借助3D打印技術在計算機輔助設計(CAD)、自由制造加工和器件成型方面的優勢,蘭州化物所科研人員發展了基于3D打印技術的油/水分離組件制造平臺,制造了由油/水分離網帽和底部容器組成的撇油器。該裝置安裝有優異的疏水-親油性3D打印網帽,能通過過濾作用實現浮油的快速分離并貯存于底部容器中,從而實現汽油、食用油、礦物油等各種浮油的高效同步分離與收集。與多孔型吸油毯等油/水分離材料相比,該撇油器具有分離與收集同步進行、集油倍率高、易于清洗、可重復使用等優勢。同時,所收集到的油在容器中具有很好的貯存穩定性,即使在激烈振蕩、大幅度起伏、跌落等模擬海浪、風暴等情況下亦不會出現二次泄露,證明了其在惡劣環境下的適用性。另外,使用3D打印技術帶來的好處還有可根據實際需要進行設計,制造不同孔徑、大小和容量的油/水分離組件。基于上述這些優點,這種基于3D打印技術的撇油器有望由艦船搭載,直接在溢油現場快速、高效、低成本地完成海洋清污工作。
該工作得到了國家自然科學基金項目、中科院重點部署和“西部之光”人才培養計劃項目、蘭州化物所“特聘人才計劃”項目以及甘肅普銳特科技有限公司的支持。