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隨著海上運(yùn)輸業(yè)的迅速發(fā)展，原油和有機(jī)溶劑泄漏事故頻繁發(fā)生，給環(huán)境造成了嚴(yán)重的污染大面積的油污覆蓋在海面上，會(huì)導(dǎo)致海域中的生物因缺氧而大量死亡，破壞海洋生態(tài)環(huán)境，同時(shí)油類污染物中的有毒化學(xué)物質(zhì)會(huì)在生物體中逐漸積累，最終也會(huì)對(duì)人體健康造成危害。

如何清除海面上的原油和有機(jī)溶劑成為一個(gè)具有挑戰(zhàn)性的問題聚氨酯泡沫作為一種三維多孔結(jié)構(gòu)原料在吸油方面具有廣泛的應(yīng)用，目前對(duì)于聚氨酯泡沫在吸油方面的研究主要集中在商用泡沫的外貌改性而合成商用聚氨酯泡沫的原料來(lái)源于石油資源，不具備綠色環(huán)保的特性。

因此，開發(fā)一種生物質(zhì)來(lái)源且高性能的吸油原料發(fā)泡至關(guān)重要

圖1 碳納米管復(fù)合的木質(zhì)素基聚氨酯泡沫用于高效光熱輔助原油回收

圖2 含有可降解的Ti3C2Tx MXene納米片的木質(zhì)素基聚氨酯光熱泡沫用于快速清除原油

聚氨酯發(fā)泡工廠，看到就不用再找，專業(yè)PU模具發(fā)泡二十年，只做這一個(gè)，經(jīng)驗(yàn)豐富，生產(chǎn)規(guī)模大，貨美價(jià)廉

圖3 超疏水磁性木質(zhì)素基聚氨酯泡沫用于重油吸附和高效油水分離 近日，中國(guó)科學(xué)院寧波原料技術(shù)與工程研究所生物基高分子原料團(tuán)隊(duì)陳景研究員和朱錦研究員與加拿大多倫多大學(xué)顏寧教授團(tuán)隊(duì)合作，在木質(zhì)素基聚氨酯吸附劑用于治理海上油污泄露方面取得了相關(guān)進(jìn)展（Chem. Eng. J. 2021, 415, 128956; ACS Appl發(fā)泡. Nano Mater. 2022, 5, 2848-2858; J. Water Process. 2022, 46, 102643）。

團(tuán)隊(duì)首先接納一步法制備了碳納米管復(fù)合的木質(zhì)素基聚氨酯原油吸附泡沫用于高效原油回收（圖1），該吸附劑接納傳統(tǒng)聚氨酯發(fā)泡工藝，制備方法簡(jiǎn)單制備出的泡沫在一個(gè)太陽(yáng)光照（1000W/m2）下，外貌溫度能夠高達(dá)90℃，在6min內(nèi)實(shí)現(xiàn)自身6倍以上質(zhì)量的原油回收，而且能夠在堿性環(huán)境下實(shí)現(xiàn)降解，做到綠色原料用于綠色工程。

（Chem. Eng. J. 2021, 415, 128956） 接著，團(tuán)隊(duì)與先進(jìn)能源原料工程實(shí)驗(yàn)室黃慶研究員合作，將分散性更好、光發(fā)泡熱轉(zhuǎn)化效率更高且具有可降解性的MXenes納米片引入泡沫基體中（圖2）。

結(jié)果發(fā)現(xiàn)，生物基復(fù)合聚氨酯泡沫具有良好的光熱轉(zhuǎn)換能力（50.1%）其在一個(gè)太陽(yáng)光照（1000W/m2）下，外貌最高溫能夠到達(dá)83℃，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)粘稠原油的高效回收更值得一提的是，該原料在廢棄后能夠在0.5mol/L的氫氧化鈉/甲醇混合溶液中降解，且降解后的殘留物主要是對(duì)環(huán)境無(wú)害的含有二氧化鈦和碳的物質(zhì)。

（ACS Appl. Nano Mater. 2022, 5, 2848-2858） 在此基礎(chǔ)上團(tuán)隊(duì)又開發(fā)了一種新型適用于多種復(fù)雜環(huán)境的超疏水磁性木質(zhì)素基聚氨酯泡沫（圖3），由于其在太陽(yáng)光下可以借助光熱輔助原發(fā)泡油回收、在無(wú)太陽(yáng)光狀態(tài)下能夠通過超疏水的外貌性質(zhì)實(shí)現(xiàn)通例油水分離而具有全天候油水分離的特性。

通過硅烷的外貌修飾使其具有超疏水性，水接觸角高達(dá)156°四氧化三鐵納米顆粒的引入賦予泡沫優(yōu)異的光熱性能和磁性能，在一個(gè)太陽(yáng)光照（1000W/m2）下，泡沫外貌最高溫度能到達(dá)66.5℃，對(duì)原油的吸附容量為4.89g/g。

同時(shí)由于四氧化三鐵的存在，泡沫具有良好的磁性能，飽和磁化強(qiáng)度為5.48emu/g，該吸附劑可以利用磁場(chǎng)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)和回收（J. Water Process. 2022, 46, 102643） 綜上所述，經(jīng)過生物基高分子團(tuán)隊(duì)的設(shè)計(jì)研發(fā)木質(zhì)素基聚氨酯泡沫復(fù)合原料在有機(jī)溶劑泄露或發(fā)泡原油回收環(huán)境治理方面具有非常優(yōu)異的性能，而且使用后能夠通過簡(jiǎn)單的方法實(shí)現(xiàn)降解，把對(duì)環(huán)境的污染水平降到最低。

該工作不僅為木質(zhì)素基聚氨酯泡沫的應(yīng)用找到出口，也為今后生物基高分子原料的應(yīng)用提供了一種思路 以上工作結(jié)果得到國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃（2017YFE0102300)，OCE項(xiàng)目#29983（加拿大），國(guó)家自然科學(xué)基金（51902319，31901263），寧波市公益類科技計(jì)劃項(xiàng)目（202002N3127）等的資助。

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