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温州大学薛立新/浙工大之江学院蒋国军AFM:MXene/PPy涂层非织造布,实现原油泄漏高效监测与回...

高分子科学前沿  · 公众号  · 化学  · 2025-08-02 14:12
    

主要观点总结

温州大学薛立新教授与浙江工业大学之江学院蒋国军博士合作团队成功研制出超疏水可加热吸附材料H-MXene/PPy/PEG/PP,该材料基于异形截面聚丙烯纺粘非织造布(NWFs)。研究解决了传统吸附材料难以处理高粘度原油的问题,具有快速响应、全天候操作和强机械性能。材料的设计、制备、性能验证及应用前景被详细介绍。

关键观点总结

关键观点1: 研究背景

全球海上原油运输量激增,高粘度原油泄漏事故频发,对海洋生态和全球经济造成毁灭性影响。现有吸附材料难以处理高粘度原油,开发新型吸附材料迫在眉睫。

关键观点2: 材料特点

H-MXene/PPy/PEG/PP材料基于异形截面聚丙烯纺粘非织造布,通过聚吡咯(PPy)和MXene涂层实现高效光热/焦耳加热。研究显示,异形纤维结构显著提升原油吸附速度,光热与焦耳加热耦合可引发非牛顿辐射冷却效应。

关键观点3: 材料制备

材料制备流程包括LiF/HCl蚀刻Ti₃AlC₂(MAX相)获得MXene纳米片,通过原位聚合、浸渍涂层和化学气相沉积技术在异形聚丙烯纤维表面构建多层结构。材料设计与性能验证图展示了材料制备的全过程。

关键观点4: 性能验证

实验证明,H-MXene/PPy/PEG/PP材料在1倍太阳光强或10V电压下,原油泄漏响应时间仅需54秒或80秒,连续回收速率达176.5 kg·m⁻²·h⁻¹。化学成分与稳定性、超疏水性与油水分离、光热与焦耳加热协同效应等实验进一步验证了材料的性能。

关键观点5: 应用前景

该研究首创的异形纤维基可加热吸附材料,解决了高粘度原油泄漏处理的痛点。MXene涂层诱导的非牛顿辐射冷却效应为热管理材料设计开辟新方向。未来研究将聚焦LSPR效应的精准调控,推动该技术在恶劣海况下的规模化应用。


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