我国成功研发3D打印撇油器 污水处理水平提高在望

借助3D打印技术在计算机辅助设计(CAD)、自由制造加工和器件成型方面的优势,兰州化物所科研人员发展了基于3D打印技术的油/水分离组件制造平台,制造了由油/水分离网帽和底部容器组成的撇油器。
  

中国科学院兰州化学物理研究所材料表面界面课题组近期利用3D打印先进制造技术与传统表面工程手段相结合实现了水面浮油的高效分离与收集。
  

随着人们环境保护意识的日渐增强,工业含油废水以及海上原油泄露等污染事件中浮油分离和收集问题亟待解决。近年来,受自然界超疏水表面如荷叶、水黾腿、蝉翼等启迪,仿生(超)疏水-亲油多孔材料如海绵、气凝胶和金属丝网等被广泛研究并用于油水分离领域,显示出了较大的应用前景。然而,由于多孔材料主要通过将油储存于其微纳米孔洞中实现油水分离,导致其储油能力有限、吸收容量低,而且后期收集还需要挤压等工序且清洗困难、重复使用性差等。因此,如何从溢油现场快速、便捷、低成本地收集浮油仍然是一个具有挑战性的课题。
  

借助3D打印技术在计算机辅助设计(CAD)、自由制造加工和器件成型方面的优势,兰州化物所科研人员发展了基于3D打印技术的油/水分离组件制造平台,制造了由油/水分离网帽和底部容器组成的撇油器。具有优异疏水-亲油性的3D打印网帽利用过滤作用实现浮油快速分离并贮存于底部容器中,从而实现了汽油、食用油、矿物油等各种浮油的高效同步分离与收集。与多孔型吸油毯等油/水分离材料相比,该撇油器具有分离与收集同步进行、集油倍率高、易于清洗、可重复使用等优势。同时,所收集到的油在容器中具有很好的贮存稳定性,即使在激烈振荡、大幅度起伏、跌落等模拟海浪、风暴等情况下亦不会出现二次泄露,证明了其在恶劣环境下的适用性。另外,3D打印先进制造技术可根据实际需要设计,制造不同孔径、大小和容量的油/水分离组件。3D打印油/水分离制造技术和平台在易于设计和制造以及浮油高效同步分离与收集等方面的优势使其有望直接搭载于舰船进行溢油现场快速、高效、低成本的海洋清污工作。
  

该工作得到了国家自然科学基金项目、中科院重点部署和西部之光 人才培养计划项目、兰州化物所特聘人才计划 项目以及甘肃普锐特科技有限公司的支持。

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