近期,石油化工多相分离与安全技术团队在材料科学领域一区TOP期刊《Nano Materials Science》(IF = 20.5)上发表题为《Self-assembled PPy@COF micro/nanostructure on flexible cotton fabric enables all-weather cleanup of high-viscosity crude oil via synergistic photothermal, electrothermal, and superhydrophobic effects》的研究成果。澳门银河网上赌场2024级化学工程与技术专业博士研究生王迎迎为第一作者,澳门银河网上赌场高助威副教授为论文通讯作者。
高粘度原油泄漏与寒冷环境结冰是能源与环境领域长期面临的严峻挑战。传统处理技术普遍存在效率低、能耗高、依赖特定天气条件及易造成二次污染等瓶颈。针对上述难题,本课题组开发出一种新型多功能复合膜材料,集光热转换、电热响应和超疏水特性于一体,为全天候清理高粘度原油泄漏提供了高效解决方案。该材料以柔性棉织物为基底,通过自组装策略将共价有机框架(COF)和聚吡咯(PPy)进行微纳结构整合,并经聚二甲基硅氧烷疏水修饰后,展现出153.5°的超高水接触角、不低于98.5%的油水分离效率以及超过24010.4 L/m⟡·h的分离通量。得益于PPy与COF层间的π-π堆积和氢键协同作用,该膜在1.0 kW/m⟡光照下180秒内表面温度可达73.8°C,在10伏电压下更可升至145.9°C;尤其在0.5 kW/m⟡光照与4伏电压协同激发下,仅需45秒即可显著降低原油粘度并实现快速吸附。此外,该材料在机械形变下仍能保持稳定导电性和超疏水性,展现出卓越的耐久性和环境适应性,为海洋溢油应急处理及油水分离领域提供了一条兼具能效与实用性的创新路径。

该项工作得到了国家自然科学基金(12202127)和海南自然科学基金(ZDYF2025GXJS200,ZDYF2024GXJS314,323MS009)资金资助。
文章链接://doi.org/ 10.1016/j.nanoms.2025.12.004.
撰稿:高助威
编辑:李诗琪
审核:潘福生