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石油、冶金、食品、制药等工业生产过程会产生大量的含油废水。其中，乳化剂稳定的油水乳液在后续处理时最为棘手。乳液的排放不仅会对环境造成污染，也会造成资源的浪费。因此，在绿色、可持续发展的背景下，如何高效、同步回收稳定乳液中的油和水，成为分离科学与技术领域近百年来亟待攻克的一大难题。
2024年11月7日，浙江大学教授徐志康、张超、杨皓程共同通讯在Science杂志在线发表了题为“Janus channel of membranes enables concurrent oil and water recovery from emulsions”的研究论文，该研究提出了一种Janus膜通道（JCM），其特点是由一对亲水性和疏水性膜构成的封闭结构，允许同时，从表面活性剂稳定的乳液中高效地回收油和水。受限的Janus通道可以通过一个包括富集和破乳的反馈回路放大膜对的相互作用。JCM的油和水回收率分别高达97%和75%，纯度接近99.9%。此外，它在处理各种乳剂方面的通用性可以使一系列分离的液体排放接近于零。
含油废水是日常生活和工业过程中普遍存在且不可避免的副产品，已被认为是对地球生态系统和水资源最严重的威胁之一。近十年来，含油废水的基础研究和工业应用在修复水环境和回收有价石油方面取得了显著成就。含油废水处理的主流方法主要有机械撇油、气浮、离心、化学絮凝、电聚结和膜分离技术。其中，膜分离技术具有分离效率高、能耗低、化学品用量少等特点，已成为处理各类含油废水甚至表面活性剂稳定乳状液的基准工具。尽管用于含油废水处理的膜材料和装置的开发取得了实质性进展，但如何从表面活性剂稳定的乳液中同时回收油水仍然是一个历史性的挑战。目前的膜分离技术通常只能从表面活性剂稳定的乳液中获得单一的水相或油相伴随着油水混合物，这与接近零的液体排放相差甚远。因此，迫切需要提出一种能够同时完全回收表面活性剂稳定乳状液中油水的膜材料和装置的设计理念，以实现近零液体排放的目标。在这项研究中，作者提出了一种双面膜通道（JCM），一种由一对亲水性和疏水性膜构成的密闭结构，用于同时从表面活性剂稳定的乳液中回收油和水。当两膜之间的通道宽度减小到几毫米时，通道内乳状液的局部富集和碰撞显著增强，导致水和油的回收率大幅提高。此外，在这个狭窄的通道内，两膜之间的相互作用进一步放大。JCM广泛适用于水包油和油包水乳液，包括各种各样的油和表面活性剂。这些膜对有望组装成多级模块，以扩大规模。此外，该的工作将Janus的设计概念从传统的膜材料扩展到空间膜配置。
https://www.science.org/doi/10.1126/science.adq6329![]()
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