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    如何高效、便捷地從廢水中回收有機染料？這一環(huán)保和健康領(lǐng)域頗受學(xué)術(shù)界、產(chǎn)業(yè)界關(guān)注的“老大難”問(wèn)題，最近被中國科學(xué)家合作研發(fā)的一款全新微納米材料破解，應用潛力巨大、前景廣闊。

    中國科學(xué)院理化技術(shù)研究所（理化所）21日向媒體發(fā)布消息說(shuō)，該所仿生材料與界面科學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗室王樹(shù)濤研究員團隊與華南理工大學(xué)、中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所、中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)蘇州高等研究院等科研同行合作，研究提出一種全新的表面異質(zhì)納米結構化顆粒全分散策略，成功制備出全分散的親水-疏水異質(zhì)微球，這些可循環(huán)利用的微球在一系列溶劑（水、乙醇、辛烷等）中展示出全分散的優(yōu)異性能，實(shí)現從廢水中回收有機染料。

    這項在全分散微球材料及染料回收領(lǐng)域取得重要進(jìn)展的成果論文，近日在國際學(xué)術(shù)期刊《自然—通訊》發(fā)表。

    論文通訊作者王樹(shù)濤研究員介紹說(shuō)，有機染料是一種常用的色彩添加劑，被廣泛應用于工業(yè)、科研和日常生活的方方面面。有數據表明，全球有機染料的產(chǎn)量達到70萬(wàn)噸/年，其中近10%—15%被排放到工業(yè)和家庭廢水中，已成為水污染的重要源頭，對生態(tài)環(huán)境和公眾健康構成威脅。

    現有染料廢水的處理方法，如混凝—絮凝法、生物降解法，可以去除廢水中大部分有機染料，然而這些方法依然面臨染料去除不徹底、適用染料種類(lèi)有限、產(chǎn)生的淤泥容易造成二次污染等問(wèn)題。近年來(lái)，隨著(zhù)納米技術(shù)、材料科技的迅猛發(fā)展，涌現出一些新興的材料與染料廢水處理技術(shù)，包括催化氧化、納濾和多孔顆粒吸附。催化劑、膜和吸附材料在完成染料廢水處理后可重復使用，然而染料的回收很少被重視。究其原因，在有機染料脫附過(guò)程中，通常在水溶液中加入含有無(wú)機酸、堿或鹽的洗脫液，使有機染料的回收過(guò)程更加復雜。

親水—疏水異質(zhì)微球實(shí)現廢水中染料回收。中國科學(xué)院理化所供圖

    近年來(lái)，中國科學(xué)院理化所研究團隊提出乳液界面聚合合成異質(zhì)結構微球的新方法，并在其高效分離應用上取得一系列創(chuàng )新性成果，發(fā)展出多種乳液界面聚合合成方法，制備出一系列具有不同尺寸、化學(xué)組成、孔隙、表面納米結構的異質(zhì)微球，實(shí)現了復雜生物流體中痕量糖肽的分離、相近尺寸蛋白的分離、病毒核酸分離、癌癥病人外周血中痕量循環(huán)腫瘤細胞的分離、水中痕量微油滴的分離等。

    王樹(shù)濤指出，研究團隊在之前基礎上進(jìn)一步研究發(fā)現，親水-疏水異質(zhì)微球表面具有交替的親水、疏水成分，這種結構既有利于高極性溶劑（水）的鋪展，又有利于中等極性溶劑（乙醇等有機溶劑）、低極性溶劑（辛烷等油性有機溶劑）的鋪展。此外，在親水區，很容易引入帶電基團，這些基團能為顆粒間提供靜電排斥作用，從而在不同溶劑中實(shí)現良好的分散。

    利用這種獨特的全分散性，該團隊發(fā)展出一種從含有機染料的廢水中分離回收染料的策略。染料在水中被吸附到微球上，通過(guò)過(guò)濾得到凈化的水與吸附了染料的微球，再將這些微球分散到有機溶劑中實(shí)現染料的脫附，通過(guò)過(guò)濾得到溶解了染料的有機溶劑，染料通過(guò)蒸餾被回收，同時(shí)微球被循環(huán)利用。

    王樹(shù)濤表示，本次研發(fā)制備的親水-疏水異質(zhì)微球，為有機染料的回收提供一類(lèi)很有前景的材料。在回收有機染料的過(guò)程中，只需加入有機溶劑，無(wú)需加入含有無(wú)機酸、堿或鹽的洗脫液，有機溶劑很容易通過(guò)簡(jiǎn)單的蒸餾從染料中去除，避免了去除無(wú)機酸、堿和鹽的復雜步驟。因此，該微納米新材料在環(huán)境污染物處理、資源回收利用、海洋資源富集提取、生物分子檢測等復雜樣品的分離分析領(lǐng)域具有廣泛的應用前景。