每年全球的有機(jī)染料有近10%-15%被排放到工業(yè)和家庭廢水中，對(duì)生態(tài)環(huán)境和公眾健康構(gòu)成威脅。近日，中國(guó)科學(xué)院理化技術(shù)研究所仿生材料與界面科學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的研究人員提出了一種全新的表面異質(zhì)納米結(jié)構(gòu)化顆粒全分散策略，制備了親水-疏水異質(zhì)微球，這些微球在水、乙醇、辛烷等溶劑中展示出全分散的優(yōu)異性能，實(shí)現(xiàn)了從廢水中回收有機(jī)染料。
有機(jī)染料是一種常用的色彩添加劑，被廣泛應(yīng)用于工業(yè)、科研和日常生活的方方面面。染料讓服飾、食品、日用品絢麗多彩；染料在顯微鏡下發(fā)光實(shí)現(xiàn)成像，幫助人們揭示微觀世界的奧秘。有數(shù)據(jù)表明，全球有機(jī)染料的產(chǎn)量達(dá)到70萬(wàn)噸/年，其中近10%-15%被排放到工業(yè)和家庭廢水中，已成為水污染的重要源頭，對(duì)生態(tài)環(huán)境和公眾健康構(gòu)成威脅。
現(xiàn)有染料廢水的處理方法，如混凝-絮凝法、生物降解法，雖然可以去除廢水中的大部分有機(jī)染料，但這些方法存在染料去除不徹底、適用染料種類有限、產(chǎn)生的淤泥容易造成二次污染等問題。近年來(lái)，隨著納米技術(shù)、材料科技的迅猛發(fā)展，我國(guó)涌現(xiàn)出一些新興的材料與染料廢水處理技術(shù)，包括催化氧化、納濾和多孔顆粒吸附。催化劑、膜和吸附材料在完成染料廢水處理后可重復(fù)使用，然而染料的回收很少被重視。究其原因，在有機(jī)染料脫附過程中，通常在水溶液中加入含有無(wú)機(jī)酸、堿或鹽的洗脫液，這使得有機(jī)染料的回收過程更加復(fù)雜。
近日，中國(guó)科學(xué)院理化技術(shù)研究所研究員王樹濤團(tuán)隊(duì)提出了乳液界面聚合合成異質(zhì)結(jié)構(gòu)微球的新方法。親水-疏水異質(zhì)微球表面具有交替的親水、疏水成分，這種結(jié)構(gòu)既有利于高極性溶劑的鋪展，又有利于中等極性溶劑、低極性溶劑的鋪展。此外，在親水區(qū)很容易引入帶電基團(tuán)，這些基團(tuán)能為顆粒間提供靜電排斥作用，從而在不同溶劑中實(shí)現(xiàn)良好的分散。
利用這種獨(dú)特的全分散性，該團(tuán)隊(duì)發(fā)展出了一種從含有機(jī)染料的廢水中分離回收染料的策略。染料在水中被吸附到微球上，通過過濾得到凈化的水與吸附了染料的微球，隨后將這些微球分散到有機(jī)溶劑中實(shí)現(xiàn)染料的脫附，再通過過濾得到溶解了染料的有機(jī)溶劑，染料通過蒸餾被回收，同時(shí)微球得以被循環(huán)利用。
親水-疏水異質(zhì)微球?yàn)橛袡C(jī)染料的回收提供了一類很有前景的材料?；厥沼袡C(jī)染料的過程中，只需加入有機(jī)溶劑，無(wú)需加入含有無(wú)機(jī)酸、堿或鹽的洗脫液。有機(jī)溶劑很容易通過簡(jiǎn)單的蒸餾從染料中去除，避免了去除無(wú)機(jī)酸、堿或鹽的復(fù)雜步驟。這類材料在環(huán)境污染物處理、資源回收利用、海洋資源富集提取、生物分子檢測(cè)等復(fù)雜樣品的分離分析領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。
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