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99%截留率与高通量并存的3D生物质气凝胶,成功研发!

 材料铺子

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在油品加工、运输和储存时,水分增加致使乳化油形成,3D生物质气凝胶因特殊结构被视作有前景的分离材料,然而复杂乳液体系中存在分离通量与截留率的权衡问题。

广西大学团队受植物维管束启发,提出焓 - 熵共驱动策略。维管植物的梯度增宽管道结构及其稳定性、自修复能力,为设计功能性多孔材料提供了思路。

该团队以TA/AM NPs作“纤维素”,单宁酸/支链淀粉复合物为“半纤维素”,PVA为“木质素”,通过浓度梯度聚合诱导冰晶生长,形成梯度增宽多孔结构,同时利用硼酸酯动态共价键交联和自修复疏水涂层,赋予气凝胶自修复功能。

此气凝胶无论是遭受机械损伤还是化学侵蚀,均可通过加热自愈。在分离性能上,能在保证截留率超99%的基础上,对水/油混合物和乳化油都展现出高分离通量,且不同侧面进料时表现出不对称流体输运特性。通过CFD模拟可知,梯度多孔结构可加速破乳,产生文丘里效应以优化流动阻力。该研究成功设计出的生物质气凝胶,打破了权衡效应,在水/油分离领域有着广阔的应用前景。 

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回复材料铺子:有了这样高效的分离材料,相信处理含油废水也会变得更加容易和经济
回复材料铺子:把焓 - 熵共驱动策略应用到材料设计中,这是多么创新的想法,值得称赞!
回复材料铺子:看到科学家们不断探索新方法解决问题,我对未来的科技进步充满了信心

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