进展一:超疏水-光热-隔热协同碳纳米管/共价有机框架复合涂层用于太阳能驱动原油修复
近期,石油化工多相分离与安全技术团队在国际工程技术与化学化工领域一区Top期刊《Journal of Hazardous Materials》(IF = 11.2)发表题为《Superhydrophobic-photothermal-insulating synergistic CNT/COF composite coatings for solar-powered crude oil restoration》的研究成果。海南大学化学化工学院2024级博士研究生王迎迎为论文第一作者,高助威副教授为论文通讯作者。
随着全球工业化加速与石油资源过度开采,海上原油泄漏事故频发,不仅对海洋生态系统造成毁灭性破坏,还会引发人体头晕、恶心、呼吸窘迫等健康问题。本研究通过功能协同设计策略,开发出兼具超疏水性、高效光热转换及电绝缘性能的多功能复合膜(PDMS@CNT@COF@CF)。该材料通过室温原位聚合技术,在碳纳米管(CNT)表面沉积共价有机框架(COF)构建而成。随后通过聚二甲基硅氧烷(PDMS)涂层将其牢固锚定于棉织物(CF)基底上。制备的复合膜在空气中展现出优异的超疏水性(水接触角达157.4°),对轻质油与重质油的分离效率均超过96.0%。经30次循环使用后,仍保持98.6%的分离效率及12913.6 L/m⟡·h的通量。此外,原位修饰的COF显著提升材料体积电阻至兆欧级,较纯CNT高出三个数量级。值得注意的是,在1.0 kW/m⟡模拟日光照射下,PDMS@CNT@COF@CF复合材料表面温度于180秒内升至76.3°C。协同光热-超疏水效应显著降低原油粘度,配合蠕动泵系统可实现持续回收。该技术有望加速适应复杂海洋环境的油水分离材料研发进程。

该项工作得到了国家自然科学基金(12202127)和海南自然科学基金(ZDYF2025GXJS200,323MS009)资金资助。
文章链接:https://doi.org/ 10.1016/j.jhazmat.2025.139690.
进展二:用于海上溢油高效处理的光热活性超疏水夹层结构三维共价有机框架复合材料
近期,石油化工多相分离与安全技术团队在国际工程技术与化学化工领域一区Top期刊《Separation and Purification Technology》(IF = 9.0)发表题为《Photothermally active superhydrophobic sandwich-structured 3D COF composite for efficient crude oil remediation》的研究论文。海南大学化学化工学院2024级博士研究生王迎迎为论文第一作者,高助威副教授为论文通讯作者。
光热材料因其高效的太阳能转换而受到广泛关注。一种有前途的策略是利用光热效应降低原油粘度,从而促进高效的油水分离。在这项研究中,我们报道了共价有机骨架(COF)层在棉绒(CW)上的原位聚合。随后,将聚多巴胺(PDA)和聚二甲基硅氧烷(PDMS)依次包覆,得到一种新型夹层结构复合材料(PDMS@PDA@COF@CW)。该复合材料表现出优异的超疏水性能,水接触角为 153.5°。此外,即使连续循环 50 次,油水分离效率仍保持在 98.1 %。该材料在各种恶劣环境条件下也表现出卓越的化学稳定性,并具有优异的阻燃性。至关重要的是,PDA 涂层和 COF 框架之间的协同相互作用显著提高了光热性能。结果,在 1.0 kW/m2 的光照射下,PDMS@PDA@COF@CW 表面温度在 180 s 内迅速达到 83.8 °C。这项研究为减轻原油泄漏提供了一种非常有前途的解决方案,为环境修复多功能材料的设计提供了宝贵的见解。

该项工作得到了国家自然科学基金(12202127)和海南自然科学基金(ZDYF2025GXJS200,323MS009)资金资助。
文章链接:https://doi.org/ 10.1016/j.seppur.2025.134909.
撰稿人:高助威
审核人:潘福生