近日,湖北大学材料科学与工程学院仿生摩擦课题组郭志光教授,在国际重要期刊《Journal of Hazardous Materials》和《Chemical Engineering Journal》分别发表题为《Robust mussel-inspired superhydrophobic sponge with eco-friendly photothermal effect for crude oil/seawater separation》和《Multifunctional polypyrrole/MXene-wrapped sponge with synergistic solar and joule-heating effect for efficient adsorption and all-weather recovery of crude oil》的研究成果,湖北大学为第一单位,硕士研究生杨勇为第一作者,郭志光教授为通讯作者。
图1 光热、电热性能的测试结果和真空协助原油吸附过程
海上石油泄漏的发生会造成巨大的经济损失,并且严重破坏了生态平衡。然而,传统的超疏水海绵因缺乏界面加热特性而无法进行原油吸附。为应对这些挑战,利用太阳能或者电能作为恒定的动力源,有效地利用功能化的超疏水海绵降低了原油的粘度成为了人们的关注的焦点。对于单一太阳能驱动模式,该团队提出了一种受贻贝启发的超疏水海绵的制备方法,所制备材料的优异光热转化能力使上表面温度在一个太阳光强下3分钟内上升至99℃以上,并且在10次光照测试循环中可以保持稳定的界面加热性能。然而,以上工作只能实现在日间的原油回收,具有一定的时间局限性。为了实现日间和夜间的全天候回收过程,该团队利用物理-化学交互的方法在三聚氰胺海绵上成功地负载了聚吡咯和MXene纳米材料,经过PDMS修饰后成功地实现了超疏水改性,该材料展现出了优异的光/电热的协同效应和高效的原油回收能力。这种功能化的原油吸附剂在处理海上原油泄漏方面具有广阔的前景。
郭志光教授多年来在仿生摩擦学领域研究,取得了系列进展。现任Bio-design and Manufacturing, Journal of Bionic Engineering和Friction杂志副主编,兼任Chen. Letter.、Biosurface and Biotribology、摩擦学学报、中国表面工程等杂志编委。主持承担国家自然科学重点基金项目、优秀青年科学基金项目和面上项目等。在Chem. Soc. Rev.,JACS,Adv. Mater.和摩擦学报等国内外刊物发表学术论文500余篇,SCI引用2万多次,H因子75。出版中英文专著各一部。入选2023年全球学者学术影响力排行榜和斯坦福大学评选的全球顶尖前2%科学家。
论文链接:https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2023.132592
https://doi.org/10.1016/j.cej.2024.149927
(审稿:陈亮)