三氧化鎢可以應(yīng)用于水污染治理中的乳液分離過(guò)程,主要解決的是工業(yè)油性廢水和石油泄露等問(wèn)題。
眾所周知,三氧化鎢(WO3)是一種極為普遍的n型半導(dǎo)體材料,具有優(yōu)異的光電性能,在很多領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景,比如,充當(dāng)鎢產(chǎn)品制備的原料,用于庫(kù)倫滴定法測(cè)硫起到催化作用,充當(dāng)催化劑在加氫脫硫、SCR脫硝、光催化等方面用途廣泛,還能用于智能玻璃起到隔熱保暖的作用等等。
然而,你可能不知道的是三氧化鎢還是一種親水材料。當(dāng)然,肯定還有諸多其它材料也具有本質(zhì)的潤(rùn)濕性,如具有親水性的金屬及其氧化物、氫氧化物和具有疏水性的含氟化合物等。
回到主題,自是主攻三氧化鎢在乳液分離方面的應(yīng)用。采用水熱法在高目數(shù)不銹鋼網(wǎng)上涂覆一層由微米級(jí)方塊組成的具有極端潤(rùn)濕性的三氧化鎢薄膜。該薄膜的水下油滴的接觸角可高達(dá)155°,呈現(xiàn)出良好的水下超疏油性。那么,該薄膜對(duì)一般的油水混合物和水包油型乳液的分離能力如何?三氧化鎢薄膜僅依靠重力就能有效地分離簡(jiǎn)單、分層的油水混合物和水包油型的乳液。依靠重力?怎么看都覺(jué)得是如此地神奇而有效!所以說(shuō),為什么選擇三氧化鎢?這點(diǎn)可以從其在乳液分離應(yīng)用方面的背景可窺見(jiàn)一二。
水污染一直是一個(gè)嚴(yán)峻的、有些亟待處理的、需要長(zhǎng)期堅(jiān)持處理的問(wèn)題,尤其是當(dāng)工業(yè)油性廢水的不斷排放和各種石油泄露問(wèn)題頻繁出現(xiàn)的今天。水污染問(wèn)題并不是今天才出現(xiàn)的,其治理方法自然也是有很多的,但是,針對(duì)油性廢水,最近幾十年,人們正嘗試著通過(guò)各種方法來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題,如浮油回收船、離心器和浮選器等。然而,這些方法僅適合用來(lái)分離簡(jiǎn)單分層的油水混合物,對(duì)于乳液狀的油水混合物并不適用。在傳統(tǒng)的乳液分離過(guò)程中,一般需要先通過(guò)使用粉末狀的破乳劑使原本穩(wěn)定的乳液轉(zhuǎn)變?yōu)榉謱拥挠退旌衔?。該過(guò)程比較復(fù)雜且不適合大面積使用。
隨著潤(rùn)濕性相關(guān)研究的不斷發(fā)展,人們發(fā)現(xiàn)利用具有極端潤(rùn)濕性(超疏水-超親油和超親水-水下超疏油)的膜進(jìn)行乳液分離是一個(gè)非常簡(jiǎn)單有效的方法。這時(shí)候,對(duì)三氧化鎢有所了解的研究員便開(kāi)始主攻這一特性(潤(rùn)濕性)的研究,從而有了三氧化鎢在乳液分離方面的應(yīng)用。
當(dāng)然,也有其他膜能夠?qū)崿F(xiàn)。通過(guò)疏水聚合物的共價(jià)結(jié)合過(guò)程獲得超疏水聚合物/碳納米管雜化膜。這種超疏水-超親油的膜能夠用于有效地分離不同種類的油包水型乳液。通過(guò)原位生長(zhǎng)法得到具有水下超疏油性的分層多孔二氧化硅納米纖維膜,該膜能夠進(jìn)行高效的乳液分離。與一般具有超疏水-超親油性能的膜相比,得到的水下超疏油膜由于其本身極強(qiáng)的親水性,能夠使水層滯留在表面上,形成固-水復(fù)合界面,阻止油對(duì)膜的粘附,從而增加膜的使用壽命。金屬網(wǎng),由于其優(yōu)異的各項(xiàng)機(jī)械性能,已成為油水分離領(lǐng)域中應(yīng)用最廣泛的材料之一。然而,對(duì)于乳液分離來(lái)說(shuō),普通的金屬網(wǎng)的孔徑比較大,很難直接使用,一般需要在表面覆蓋一層具有極端潤(rùn)濕性的材料減小孔徑。對(duì)于金屬網(wǎng),2300目的不銹鋼網(wǎng)由于其獨(dú)特的編織方法,具有很小的孔徑,已被廣泛地用于乳液分離中。而這一層具有極端潤(rùn)濕性的材料當(dāng)選三氧化鎢。