Chinese onderzoekers hebben nieuwe magnetische Janus-deeltjes ontwikkeld voor olie-waterscheiding. Deze deeltjes - hydrofiele/oleofiele magnetische Janus-deeltjes - kunnen micro-geschaalde oliedruppeltjes snel en efficiënt scheiden van water.

Olievervuiling is een wereldwijde uitdaging geworden. In praktijk, oliën worden gewoonlijk geclassificeerd als drijvende oliën, gedispergeerde oliën, oppervlakteactieve gestabiliseerde oliedruppeltjes en oppervlakteactieve stofvrije microschaal kleine oliedruppeltjes. In recente jaren, veel inspanningen door controle van de bevochtigbaarheid van het oppervlak om de effectieve scheiding van drijvende oliën te bereiken, gedispergeerde oliën en zelfs met oppervlakteactieve stof gestabiliseerde oliedruppeltjes zijn gemaakt. Echter, de scheiding van kleine oliedruppels van water wordt vaak over het hoofd gezien.

Micro-geschaalde oliedruppels met een diameter van minder dan 20 m zijn zeer stabiel in water. Er blijven veel uitdagingen bestaan ​​bij het gebruik van traditionele methoden en superbevochtigbare materialen om deze microschaal oliedruppeltjes van water te scheiden.

Onlangs, onderzoekers van het Technical Institute of Physics and Chemistry van de Chinese Academy of Sciences (TIPCCAS) hebben een emulsie-grensvlakpolymerisatiebenadering ontwikkeld om anisotrope Janus-deeltjes te synthetiseren met controleerbare topologische en chemische anisotropie.

Deze methode kan ook worden uitgebreid tot grootschalige fabricage van tweedimensionale Janus-filmactuatoren.

Op basis van deze onderzoeken, de onderzoekers hebben onlangs hydrofiele/oleofiele magnetische Janus-deeltjes gesynthetiseerd door emulsie-grensvlakpolymerisatie en de grensvlakassemblage van Fe3O4-nanodeeltjes, het realiseren van de snelle en efficiënte scheiding van microschaal kleine oliedruppeltjes uit water.

Bij het toevoegen van de hydrofiele/oleofiele magnetische Janus-deeltjes aan de olie-in-water-emulsie en vervolgens gedurende één minuut schudden, de oorspronkelijk stabiele emulsie vormde snel lagen.

Na manipulatie met een magnetisch veld, de bovenste oliefase kon snel naar de magneet worden aangetrokken. Het hele proces was in twee minuten voltooid. De scheiding behaalde een hoog rendement (> 99%) en is toepasbaar op verschillende oliën en verschillende oliegehaltes.

Onderzoekers ontdekten ook dat het oleofiele oppervlak van Janus-deeltjes gunstig was voor het vangen van een groot aantal kleine oliedruppeltjes om ze samen te laten smelten. Eindelijk, zoals oppervlakteactieve moleculen, deze Janus-deeltjes zouden kunnen adsorberen op het grensvlak van grote oliedruppels om ze te stabiliseren.

Deze Janus-deeltjes kunnen zelf-geassembleerd worden op het grensvlak van de grotere oliedruppeltjes met hun oleofiele concave oppervlak naar de oliefase en hun hydrofiele convexe oppervlak naar de waterfase.

Deze deeltjes zijn een goede kandidaat voor toepassing bij de sanering van industrieel afvalwater en waterzuivering.