山大王志宁/海大学李一鸣：焦耳加热实现油水高效分离

主要观点总结

本文介绍了一种基于聚吡咯（PPy）改性的微纤化纤维素（MFC）膜（P-CP），该膜具有出色的电热转换性能，可有效应对工业生产和意外原油泄漏中含水原油的净化难题。文章详细描述了P-CP膜的制备工艺、结构特性、电热稳定性以及油水乳液分离性能，并展示了其在实际应用中的巨大前景。

关键观点总结

关键观点1: 创新点

研究成功开发了一种基于环境友好材料纤维素和聚吡咯（PPy）的焦耳加热P-CP膜，该膜具备出色的疏水性、电导率和电热转换性能。

关键观点2: 材料特性

P-CP膜厚度约为800微米，平均孔径为9.81微米，具有69千帕的拉伸强度。展现出卓越的电热稳定性和可靠性。

关键观点3: 性能优势

P-CP膜在电压与电流之间表现出高度线性关系，能够通过0至12伏的电压调节，将膜表面温度从室温提升至大约120摄氏度。经过10次加热和冷却循环测试，P-CP膜的电热性能、表面疏水性和孔隙结构均保持稳定。

关键观点4: 应用前景

P-CP膜在高粘度油水乳液分离中表现出色，通过电热辅助，仅依靠自重力即可实现分离通量近四倍的增加。其简单且可扩展的制造方法，结合环境友好和可再生的原材料，在下一代热管理膜材料和油水处理应用中展现出巨大的潜力。

关键观点5: 设备介绍

文中提到了焦耳加热设备，该设备可实现毫秒级别升温和降温，用于制备高温超快材料。对比常规设备，该装置极大地节约了科研时间，并提供了不同的冲击效果。

文章预览

原油是推动现代社会持续发展的关键资源，但随着全球经济的快速发展，工业生产和意外泄漏导致的含水原油问题日益严重，造成巨大的经济损失。尽管过去几十年中发展了多种油水分离技术，如油撇除、乳液破乳和吸附等，这些方法在处理稳定性高、粒径小的油水乳液时仍面临挑战。传统的分离技术存在成本高、空间需求大、易造成二次污染和耗时长等局限。近年来，膜分离技术以其操作简便、效率高及无二次污染等优势显示出巨大潜力，尤其是具有选择性超润湿性的多孔材料，在油水分离领域备受关注。然而，现有膜材料多适用于轻油或有机溶剂，对高粘度乳液如原油乳液的处理能力有限，这限制了膜分离技术的进一步应用。针对这一问题，本研究利用可再生资源微纤化纤维素（MFC）、聚吡咯（PPy）和聚二甲基硅氧烷（PDMS）开发了一种新型的 ………………………………