當海上油污蔓延，傳統分離膜被油污“糊住”時，如何實現高效凈水？華僑大學團隊在《化學科學與工程前沿》發布創新成果，其研發的TiO2@MCC改性PA6復合膜對含表面活性劑的油水乳液分離效率突破96%，循環使用50次后性能仍保持93%，為工業廢水處理按下“分子快進鍵”。

從“油污克星”到“抗堵王者”：微晶纖維素破解膜污染魔咒
傳統油水分離膜易被油污堵塞，如同漁網粘滿油脂喪失過濾能力。研究團隊以尼龍PA6為基底，結合微晶纖維素（MCC）的成膜能力和二氧化鈦（TiO2）納米顆粒的光催化特性，通過離子液體溶劑將二者均勻涂覆，構建出“蜂巢狀”微納米結構。實驗顯示，改性后膜材料的水下油接觸角從131.6°躍升至179.6°，油滴黏附力降低98%，相當于在膜表面鋪設“防污高速公路”。論文比喻：“這如同給分離膜裝上雙重保險——MCC像‘分子海綿’吸水阻油，TiO2則像‘光觸媒清潔工’分解殘留污染物。”

效能對比炸裂：通量飆升5.2倍
在含十二烷基硫酸鈉（SDS）的油水乳液測試中，改性膜通量達4533 L·m?2·h?1·bar?1，較普通PA6膜提升5.2倍，分離時間縮短80%。拉曼光譜顯示，膜表面石墨化程度提升12%，形成類陶瓷的耐腐蝕層。更驚人的是，循環使用50次后，通量仍保持3100 L·m?2·h?1·bar?1，分離效率僅下降3%，打破傳統膜“用十次就報廢”的行業困局。

酸堿浸泡36小時“滿血復活”：極端測試揭秘
研究設置三重極限挑戰：將復合膜浸泡在pH=3酸性溶液和pH=12堿性溶液中36小時。結果顯示，改性膜水下油接觸角仍超150°，酸性環境下分離效率僅降1.5%，堿性環境通量損失不足7%。掃描電鏡觀測顯示，經歷化學腐蝕后膜孔結構完整，TiO2顆粒無脫落，如同“納米樂高”扛住強酸強堿沖擊。團隊負責人表示：“這解決了分離膜在石化廢水等復雜環境中的壽命難題。”

綠色效益雙贏：單張膜年省40%能耗
以10萬噸級污水處理廠測算，新技術可減少化學藥劑使用35%，能耗降低40%，且分離后水中油含量低于10ppm，達國家一級排放標準。目前該技術已在福建某石化企業中試，單張膜片使用壽命較傳統產品延長3倍，預計3年內實現工業化應用。

正如論文所述：“當納米材料學會‘分工協作’，黑色油污終將變回碧波清流。”這項突破不僅攻克工業廢水處理痛點，更為海上溢油應急、餐廚廢油回收提供了高效方案。

來源: 化學工程前沿FCSE