近期，我院丁彬研究员带领的“功能纳米纤维材料”研究团队在高效油水分离材料研究方面取得了突破性的进展。他们通过将原创的“纳米纤维三维网络重构”方法与传统的“原位表界面功能化改性”技术相结合，成功制备出了具有轻质高弹、超疏水超亲油及高孔道曲折程度的三维纳米纤维气凝胶材材料，该材料对油水乳液具有高效率、低能耗、高连续性的分离纯化处理能力。相关研究成果以“Superelastic and Superhydrophobic Nanofiber-Assembled Cellular Aerogels for Effective Separation of Oil/Water Emulsions”为题发表在国际纳米材料领域知名学术期刊《ACS Nano》上（ACS Nano 2015, 9, 3791.），该研究工作成功的将纳米纤维气凝胶应用拓展到了油水乳液分离领域。
（a）气凝胶超疏水超亲油润湿性特性； （b）连续化油水分离示意图
近年来，频繁的水体油污染处理以及大量的石油开采、燃油净化等工作对高性能油水分离材料提出了迫切的需求。而当前所使用二维毡状油水分离材料（如吸油毡、吸油棉等）仅能对油水两相混合物进行分离，无法对油水乳液进行深层次的净化处理；此外，现有的商品化超滤膜虽可实现对油水乳液的分离纯化，但其空隙率低、孔径小、孔道输运路径短等不足，导致其存在分离通量小、能耗大、循环使用性差等问题，难以满足高效、快速连续的油水混合物处理需求。
为此，该团队在超轻高弹纳米纤维气凝胶制备过程中，通过引入纳米颗粒与疏水化功能单体对其进行协同复合改性处理，实现了其粗糙度及表界面润湿特性的精确调控，有效的增大了气凝胶内部孔道的曲折程度，并极大的提高了其超疏水超亲油特性，从而大幅度提升了纳米纤维气凝胶的油水乳液分离性能。所得材料对油品的分离纯度高达99.995%，并且仅在重力驱动下，厚度为5mm的气凝胶材料对油水乳液的分离通量高达8.1m3/m2 h，较10倍驱动压力下商品化超滤膜的分离通量提升了3倍，且其饱和处理量可达材料自身重量的15000倍以上。此外，该材料优异的压缩回弹及抗污特性还赋予其良好的耐久性与循环使用性能，未来将有望在海面漏油事故处理、燃油纯化等领域得到广泛应用。
该研究工作得到了国家自然科学基金、东华大学中央高校基金、东华大学励志计划的大力资助。
