近日，我院2019级硕士生孙晞超以第一作者身份在国际碳材料顶级期刊《carbon》上发表题名为“robust preparation of flexibly super-hydrophobic carbon fiber membrane by electrospinning for efficient oil-water separation in harsh environments”的高水平学术论文，我校为论文第一署名单位，我院李蛟教授与中国海洋大学高学理教授为论文共同通迅作者。
石油和化工工业为人类社会的发展提供了强大动力。然而，频繁的海洋溢油、日益增多的有机物泄漏以及难以处理的工业含油废水也对生态环境造成了持续的灾难性危害，同时造成巨大的资源浪费。膜分离技术以其节能、无二次污染、效率高、适用范围广等独特优点而备受关注。与传统的聚合物基膜相比，碳基膜具备优异的机械性能、化学稳定性和疏水性，但存在脆性大的问题，如果可以解决脆性的问题，碳基膜将在油水分离领域展现出巨大的应用潜力。
图1：超疏水柔性碳纤维膜（cfmhf）的制备流程
科研人员采用简便、有效的方法，通过静电纺丝、热处理以及氟化工艺，制备出柔性的、超疏水碳纤维膜（cfmhf），制备流程如图1所示。在电纺溶液中引入了醋酸锌（znac），热处理过程中在碳纤维内部形成孔隙，显著提升了碳纤维的柔韧性，并对其成孔机理进行了探讨。测试结果表明，cfmhfs具有较高的比表面积和良好的超疏水性（水接触角，wca=155.9°）, 并且其油通量高（3590 l·m-2·h-1）、油水分离性能优异。仅在重力驱动下，cfmhfs对非乳化和乳化油水混合物的分离效率均在98%以上。更重要的是，所制备的cfmhfs在高温、低温、强酸、强碱、高盐、有机溶剂等恶劣条件下均表现出良好的稳定性。该策略对设计高性能油水分离膜具有指导意义。
据悉，《carbon》是elsevier出版社发行的老牌权威期刊，中科院sci一区收录杂志，主要对碳基材料及碳纳米材料等相关领域的前沿科技进展进行报道，是材料科学研究领域的顶级跨学科学术期刊，最新影响因子为8.821。本项研究工作同时得到了山东省自然科学基金，山东理工大学招远工业技术研究院创新研究基金等项目的资助。(司维蒙)
原文链接为：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/s0008622321005509