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新型材料解決石油洩漏吸收的石油擠出後可繼續利用!

石油開採和運輸過程中, 一旦發生洩漏, 對海洋生態環境產生嚴重影響。 目前大多數清除方法是使用一次性吸附劑, 吸附石油後燃燒處理。

現在, 美國阿貢國家實驗室的科學家們研製了一種新型材料, 可以像海綿一樣重複使用, 並且吸收的石油擠出後可繼續利用, 有望為清除溢油提供更環保有效的解決方案。

海上石油開採平臺

新材料為什麼可以重複利用?

這種「石油海綿」由Seth Darling 及其團隊發明, 主要成分是聚氨酯泡沫或聚醯亞胺塑膠, 同時包含了一定數量的矽烷分子。

材料重複使用的關鍵, 正是這些矽烷分子。 矽烷有“親油”的性質。 如果材料上的矽烷數量太少, 將無法有效吸附石油;如果矽烷太多, 又會導致吸附太強, 無法將吸附的石油擠出來再利用。 研究者們通過實驗, 確立了矽烷分子的最佳數量, 確保材料吸油後還可釋放出來, 並且可以重複使用,

吸油能力不會受到顯著影響。

石油海綿

大規模除油實驗

現實中, 石油洩漏通常會污染大片水域, 因此, 研究者進行了大規模實驗, 測試新材料的除油能力。

實驗在新澤西州的國家溢油回應研究與再生能源測試設備處進行。 在一個大池塘中,

一條管道不斷吐出原油, 漂在水面上。 研究者在水面上拖動石油海綿, 測試它的吸油能力, 然後通過絞擰裝置擠出石油, 如此重複該過程。

這項大規模實驗目前還未發表, 但Darling 表示, 無論是未經處理的泡沫, 還是商用吸附劑, 吸油效果都遠不如石油海綿。

石油洩漏

潛在應用

處理深海發生的石油洩漏時, 要面臨高壓的問題。 研究人員目前還不清楚這種新材料能否在深海處保持良好性能。

不過, 這種材料對於清除近海溢油很有幫助。 目前, 近海處清理起來相對較難, 又不能輕易使用分散劑。 Darling 認為, 將來若有可能, 應該在海上石油開採處, 以及石油運輸船密集經過的地方備置大量石油海綿, 隨時應對石油洩漏。

石油洩漏對生態的影響

這樣一來, 這種材料的需求量將大大增加。 因此, 研究人員的下一個挑戰就是優化大規模生產石油海綿的過程。

參考資料:

Barry E, Mane A, Libera J, et al (2017). Advanced Oil Sorbents Using Sequential Infiltration Synthesis[J]. Journal of Materials Chemistry A.

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