Het team van prof. Zeng Zhixiang aan het Ningbo Institute of Materials Technology and Engineering (NIMTE) van de Chinese Academie van Wetenschappen (CAS) ontwikkelde een nieuwe magnetische demulgator met door woestijnkevers geïnspireerde microstructuren, het realiseren van een zeer efficiënte olie-in-water emulsiescheiding met een laag terugwinningsenergieverbruik. De studie werd gepubliceerd in Chemical Engineering Journal.

In recente jaren, lozing van olieachtig afvalwater en olielozingen op zee hebben geleid tot bepaalde olieachtige waterverontreiniging, vormen een grote bedreiging voor het mondiale mariene ecosysteem en de menselijke gezondheid. Echter, bestaande materialen voor de behandeling van olieachtig afvalwater, vooral superwetting deeltjes, vertonen een inferieure scheidingsefficiëntie en een hoog energieverbruik voor terugwinning, waardoor hun praktische toepassing in olie-in-water emulsiescheiding ernstig wordt beperkt.

Omgekeerd geïnspireerd door de hydrofiele/superhydrofobe structuur op de rug van de Stenocara-kever voor wateropvang en waterretentie, onderzoekers van NIMTE maakten een magnetisch composiet op grafeenoxidebasis (Fe ₃ O ₄ /GO@C-SR) met woestijnkeverachtige microstructuur, die bestaat uit een onderwater superoleofobe onderlaag en superhydrofobe/superoleofiele bulten.

Dankzij een gemakkelijke eenstaps solvotherme methode, het magnetisch actieve grafeenoxide (Fe ₃ O ₄ /GO) deeltjes werden gesynthetiseerd. Vervolgens werden de superhydrofobe/superoleofiele roetdeeltjes (C-SR) geassembleerd op het oppervlak van Fe ₃ O ₄ /GO-deeltjes om een ​​keverachtige structuur te construeren via een kogelfreestechniek.

de gesynthetiseerde Fe ₃ O ₄ /GO@C-SR demulgator vertoonde een hoge hydrofobiciteit/oleofiliciteit in lucht en hoge oleofobiciteit onder water. De superoleofiele hobbels, d.w.z., C-SR, kan kleine oliedruppeltjes opvangen en samenvoegen, en de hydratatielaag gevormd in het hydrofiele gebied kan effectief voorkomen dat de gevangen oliedruppeltjes zich verspreiden op de composietstructuur, waardoor de scheidingsefficiëntie van de olie-in-water-emulsie wordt verbeterd.

In aanvulling, vergeleken met traditionele magnetische GO-demulgatoren, de gesynthetiseerde magnetische Fe ₃ O ₄ /GO@C-SR demulgator vertoonde een hogere fotothermische conversie-efficiëntie en superieure recyclebaarheid, waardoor het energieverbruik van de demulgator tijdens het terugwinningsproces wordt verminderd.