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近日，華南農業大學材料與能源學院教授楊卓鴻團隊聯合資源環境學院教授李永濤團隊在環境修復材料領域取得新進展。相關研究發表于Journal of Hazardous Materials。
近年來，盡管可再生能源產業取得了進展，但全球石油開采、銷售和消費仍在持續增長。然而，溢油和含油廢水排放的風險將持續增加，這嚴重影響生態環境和海洋經濟的可持續發展。因此，開發經濟、通用的材料來有效治理溢油危險，尤其是高粘度含油污染物，是至關重要、也是極具挑戰性的。
在該項工作中，科研人員利用貽貝仿生類材料聚多巴胺具有的超強黏附特性、金屬離子吸附性能及光熱效應，通過多巴胺自聚沉積、聚合物輔助金屬沉積、表面疏水改性工藝，構建了一種兼具光/磁熱轉換能力、自清潔的超疏水磁性多孔海綿。該海綿表現出快速的油吸附行為和良好的吸油能力，可以吸附自身干重最高達50.6倍或自身體積90%以上的油類化合物；由于沉積了磁性金屬層，該海綿能夠在外界磁場作用下移動到指定的污染區域進行溢油的清理，且可以在電磁感應加熱器的作用下，實現高粘度油的快速吸附。
此外，該海綿表現出優異的耐用性（經80次循環試驗，吸油能力僅降低10%左右）和儲存穩定性（保存3個月，海綿仍具有良好吸油能力）。該海綿還可以容易地組裝成重力驅動或泵驅動的油水分離器件，以實現不同密度油類污染物的有效清理。更重要的是，得益于聚多巴胺優異的光熱效應及金屬的熱傳導能力，該海綿可以在太陽光下快速升溫至60 °C左右，從而實現了水面高粘度溢油的快速去除。
該工作為高效、低成本、光/磁熱驅動高粘度油水分離材料的設計提供了新思路、新策略，并在溢油清理等環境修復方面展現出良好的應用前景。
據了解，自2020年以來，楊卓鴻團隊利用可再生生物質木材資源功能化以及金屬穩定沉積工藝，在油水分離材料、有機污染物降解材料、重金屬離子吸附材料等環境修復材料方面取得進展。相關研究為天然可再生生物質材料的功能化設計及其在環境修復材料領域的應用提供了一定的理論和實踐基礎。