寧波材料所親油疏水溢油應(yīng)急材料實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化

    中國科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所海洋功能材料研究團隊研制的高性能親油疏水溢油應(yīng)急材料已實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。目前已建成國內(nèi)首條日產(chǎn)2500㎡連續(xù)式親油疏水材料生產(chǎn)線，預(yù)計到2016年年底之前，日產(chǎn)量將達到25000㎡。批量產(chǎn)品已在蘇州河進行油污處理試點。目前已與中石油海上應(yīng)急救援響應(yīng)中心簽署了全面戰(zhàn)略合作協(xié)議，并與金山石化、勝利油田等石油企業(yè)達成合作意向。

　　隨著海洋經(jīng)濟發(fā)展，海洋運輸、開采過程中的石油泄漏等突發(fā)事件發(fā)生頻率越來越高。同時，貨輪靠岸時，船舶壓艙水、洗艙水、機艙污水的排放也會導(dǎo)致大量含油廢水產(chǎn)生。據(jù)統(tǒng)計，無重大漏油事件發(fā)生時，大型港口每年船舶壓艙水、船舶洗艙水、機艙含油污水等排放量數(shù)萬噸。這些含油污水給海洋生態(tài)環(huán)境帶來了巨大的危害。傳統(tǒng)的溢油應(yīng)急清理方法主要包括圍油欄、吸附材料、撇油器機械法回收、溢油分散劑、微生物等。這些方法存在諸多缺點：吸附材料吸油的同時也吸水，油的回收較為困難；對油污處理速度較慢，效率較低；殘留的薄油層分散到水里，形成乳化油，嚴重影響海洋生物的生長。

　　為解決這些問題，實現(xiàn)高效、快速的溢油應(yīng)急處理，寧波材料所海洋功能材料研究團隊曾志翔、王剛等研究人員，研制了系列親油疏水材料，并基于這些材料開發(fā)新型智能溢油應(yīng)急裝置。通過對材料的孔徑控制、結(jié)構(gòu)設(shè)計及表面能調(diào)控（Chemical Communications, 2013. 49(24): p. 2424-2426.；ACS Applied Materials & Interfaces, 2014. 6(2): p. 1053-1060；RSC Advances, 2015. 5(35): p. 27242-27248），研制了系列親油疏水金屬和高分子材料（ACS Applied Materials & Interfaces, 2015 7 (47), p. 26184-26194; Polymer Chemistry, 2014, 5(20): 5942-5948；專利CN201310703409.5、CN201510392570.4），分別實現(xiàn)對水上原油、重油、輕油、柴油汽油、有機化學(xué)液體及水下有機化學(xué)液體等的高效吸附與回收；針對分散在水中的乳化油，研制了疏油親水乳化油分離材料（Green Chemistry, 2015,17.3093-3101、專利CN201410778473.4）。此外，為適應(yīng)苛刻的海洋環(huán)境，研制了高耐蝕涂層（RSC Advances, 2016, 6, 40641-40649）。

　　基于研制的吸油網(wǎng)和吸油多孔材料，海洋功能材料研究團隊正在聯(lián)合上海北斗產(chǎn)業(yè)園區(qū)相關(guān)企業(yè)開發(fā)5萬㎡的智能海洋溢油應(yīng)急裝備系統(tǒng)。該智能溢油應(yīng)急系統(tǒng)能夠利用北斗導(dǎo)航系統(tǒng)和無人機，通過溢油海域圖像處理系統(tǒng)檢測溢油事件。當(dāng)發(fā)現(xiàn)溢油時，系統(tǒng)會選擇相應(yīng)溢油回收裝置，并自動指揮無人船及溢油回收裝置前往溢油事故地點，進行海域溢油事故的處理。由于親油疏水材料的超疏水特性，其在水面中拖行時具有極低的阻力，因此該系統(tǒng)采用兩艘無人船將吸附材料高速拖行至溢油事故地點。吸附材料內(nèi)置仿生吸油管道、網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)體、管道泵、兩級提純系統(tǒng)、在線油含量檢測系統(tǒng)。材料吸附油漬后，通過管道泵，逐級進入提純儲油囊，利用儲油囊中的超疏油-超親水材料，對油進行逐級分離與提純，最后運至儲油船，吸附材料外層采用網(wǎng)狀柔性纖維結(jié)構(gòu)，防止波浪打散或損壞材料，在線監(jiān)測裝置對吸油后的海水進行在線檢查，檢查海域水質(zhì)是否達標(biāo)，如果海域水質(zhì)不達標(biāo)，系統(tǒng)將再次進行清理。

　　該研究成果有望在溢油事件發(fā)生時實現(xiàn)溢油的快速、高效處理與回收。