我國成功研發3D打印撇油器 污水處理水平提高在望

借助3D打印技術在計算機輔助設計(CAD)、自由制造加工和器件成型方面的優勢,蘭州化物所科研人員發展瞭基於3D打印技術的油/水分離組件制造平臺,制造瞭由油/水分離網帽和底部容器組成的撇油器。

 

中國科學院蘭州化學物理研究所材料表面界面課題組近期利用3D打印先進制造技術與傳統表面工程手段相結合實現瞭水面浮油的高效分離與收集。

 

隨著人們環境保護意識的日漸增強,工業含油廢水以及海上原油泄露等污染事件中浮油分離和收集問題亟待解決。近年來,受自然界超疏水表面如荷葉、水黽腿、蟬翼等啟迪,仿生(超)疏水-親油多孔材料如海綿、氣凝膠和金屬絲網等被廣泛研究並用於油水分離領域,顯示出瞭較大的應用前景。然而,由於多孔材料主要通過將油儲存於其微納米孔洞中實現油水分離,導致其儲油能力有限、吸收容量低,而且後期收集還需要擠壓等工序且清洗困難、重復使用性差等。因此,如何從溢油現場快速、便捷、低成本地收集浮油仍然是一個具有挑戰性的課題。

 

借助3D打印技術在計算機輔助設計(CAD)、自由制造加工和器件成型方面的優勢,蘭州化物所科研人員發展瞭基於3D打印技術的油/水分離組件制造平臺,制造瞭由油/水分離網帽和底部容器組成的撇油器。具有優異疏水-親油性的3D打印網帽利用過濾作用實現浮油快速分離並貯存於底部容器中,從而實現瞭汽油、食用油、礦物油等各種浮油的高效同步分離與收集。與多孔型吸油毯等油/水分離材料相比,該撇油器具有分離與收集同步進行、集油倍率高、易於清洗、可重復使用等優勢。同時,所收集到的油在容器中具有很好的貯存穩定性,即使在激烈振蕩、大幅度起伏、跌落等模擬海浪、風暴等情況下亦不會出現二次泄露,證明瞭其在惡劣環境下的適用性。另外,3D打印先進制造技術可根據實際需要設計,制造不同孔徑、大小和容量的油/水分離組件。3D打印油/水分離制造技術和平臺在易於設計和制造以及浮油高效同步分離與收集等方面的優勢使其有望直接搭載於艦船進行溢油現場快速、高效、低成本的海洋清污工作。

 

該工作得到瞭國傢自然科學基金項目、中科院重點部署和西部之光 人才培養計劃項目、蘭州化物所特聘人才計劃 項目以及甘肅普銳特科技有限公司的支持。

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