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  近年來(lái)，頻繁的水體油污染處理以及大量的石油開(kāi)采、海水原油泄漏回收等工作對(duì)高性能油水分離材料提出了迫切的需求。而常規(guī)的吸油材料如吸油海綿、吸油織物等僅能對(duì)油水兩相混合物進(jìn)行分離，無(wú)法對(duì)粘稠原油進(jìn)行吸附回收處理。此外，現(xiàn)有的功能改性泡沫雖可實(shí)現(xiàn)對(duì)原油的吸附回收，但其受吸附速度的限制、且難以在惡劣環(huán)境中應(yīng)用，導(dǎo)致吸附效率低、循環(huán)使用性差等問(wèn)題，難以滿足高效、復(fù)雜工況下的原油回收處理需求。

  針對(duì)在復(fù)雜工況下粘稠原油泄漏回收問(wèn)題，龍?jiān)茲山淌趫F(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了一種新型具有優(yōu)異耐高溫耐化學(xué)腐蝕性的石墨烯/聚苯硫醚復(fù)合纖維織物，用于全天候高效油水分離和快速吸附原油。該織物在白天可以通過(guò)太陽(yáng)能加熱吸收粘性原油，而在晚上可以通過(guò)焦耳加熱吸附原油。焦耳加熱和太陽(yáng)加熱分別可使原油吸附時(shí)間縮短98.6%和97.3%，這種全天候利用大大提高了吸附效率，有效降低了能源消耗。

圖1 (a)大尺寸功能織物實(shí)物圖；(b) 織物具有良好的導(dǎo)電性能；(c、d) 織物表面原油吸附行為。

  此外，該織物具有優(yōu)異的疏水親油性能，可高效分離多種油水混合物，油/水分離通量達(dá)到12903 L m^-2 h^-1，分離效率達(dá)到99.99%。經(jīng)過(guò)10次分離循環(huán)后，仍能保持較高的分離通量和過(guò)濾效率。更重要的是，該功能織物經(jīng)過(guò)酸或堿處理后仍保持了高電導(dǎo)率、優(yōu)異的過(guò)濾效率和穩(wěn)定的疏水性。此外，這種多功能的新型織物為大規(guī)模油污染廢水凈化和原油吸附應(yīng)用提供了良好的候選材料。

圖2 (a、b)空氣中及油下水接觸角；(c、d)空氣中及水下油接觸角；(e)不同改性織物的水接觸角；(f)不同酸堿溶液處理后中的水接觸角；(g)織物的耐磨損性能；(h、i)織物的油水分離過(guò)程；(j)油/強(qiáng)酸堿溶液的分離過(guò)程。

  相關(guān)成果以“Robust Graphene@PPS Fibrous Membrane for Harsh Environmental Oil/Water Separation and All-Weather Cleanup of Crude Oil Spill by Joule Heat and Photothermal Effect”為題發(fā)表在ACS Applied Materials & Interfaces上。該工作的第一作者為青島大學(xué)青年教師范婷婷，共同第一作者為碩士研究生蘇影，通訊作者為青島大學(xué)龍?jiān)茲山淌?/strong>。該論文得到了國(guó)家自然科學(xué)基金和中國(guó)博士后科學(xué)基金的資助。