21世紀是海洋世紀,海洋經(jīng)濟已經(jīng)成(chéng)爲我國(guó)經(jīng)濟發(fā)展新的增長(cháng)點。“一帶一路”戰略爲我國(guó)的海洋經(jīng)濟發(fā)展提供了新的機遇,同時在發(fā)展過(guò)程中,也必將(jiāng)遇到不少挑戰。發(fā)展海洋經(jīng)濟,除了要提高海洋資源開(kāi)發(fā)能(néng)力、海洋貿易能(néng)力及海疆防禦能(néng)力,海洋環境保護與污染治理也至關重要。
海洋資源開(kāi)采與運輸日趨頻繁,由此帶來的海洋事(shì)故與海洋污染也越來越嚴重,如海洋溢油事(shì)件,給環境和經(jīng)濟帶來巨大的損失。日趨頻繁的海洋運輸、油氣開(kāi)采活動,也使得海洋石油洩漏等突發(fā)事(shì)件發(fā)生頻率越來越高。近些年,石油洩漏事(shì)件給海洋生态帶來的巨大的危害。 “埃克森•瓦爾迪茲号”油輪洩漏、美國(guó)墨西哥灣原油洩漏等事(shì)故,導緻的損失高達數百億美元;大連新港油罐區原油洩漏、蓬萊油田溢油事(shì)故對(duì)海洋生态環境造成(chéng)嚴重的污染損害,損失達數十億人民币。
溢油事(shì)件發(fā)生後(hòu),對(duì)溢油的快速處置是降低災害的重要途徑;而利用吸附材料對(duì)溢油進(jìn)行吸附、回收與再利用,是溢油處置的有效方法。由于溢油容易擴散、揮發(fā),且在海浪作用下容易乳化,因此,用于溢油處置的吸附材料必須具備:吸油速率快、吸油率高、吸水率低、對(duì)薄油層吸附能(néng)力強等特征。
近年來興起(qǐ)的仿生技術爲溢油處置吸附材料的發(fā)展提供了新思路。自然界中如鴨子、鵝等的羽毛遇水而不粘水但很容易粘油,因爲這(zhè)些動物羽毛表面(miàn)具有微結構及低表面(miàn)能(néng)分子膜。基于此,通過(guò)表面(miàn)微納結構的設計和低表面(miàn)處理,可有效提高吸油材料吸油、憎水性,同時由于表面(miàn)微納結構導緻的毛細作用力,使得其對(duì)薄油層的吸附能(néng)力大大增強。然而,構造微納結構與低表面(miàn)能(néng),通常需要較高的成(chéng)本、微納結構的強度相對(duì)較低、且低成(chéng)本大面(miàn)積生産相對(duì)困難。
中科院甯波材料所海洋新材料與應用技術重點實驗室王立平和曾志翔研究員帶領的研究小組經(jīng)過(guò)多年的理論、實驗及試生産研究,發(fā)展了吸附材料微納結構與表面(miàn)能(néng)調控新方法,研制了環保型一步相分離制備超疏水吸油材料新技術。解決了吸附材料微納結構的可控性與穩定性問題,實現了環保、低成(chéng)本、高效率超疏水吸油材料生産與商業化。目前,相關技術及生産線已經(jīng)轉移給上海儀耐新材料科技有限公司,公司在上海奉賢、山東東營建立了兩(liǎng)個生産基地,形成(chéng)日産60000平米生産規模,其中單條生産線的生産效率最高達200平米/小時。基于本技術開(kāi)發(fā)了:超疏水吸油氈材料、超疏水三維織物材料、超疏水網材料、高性能(néng)圍油欄材料、水下有機物吸附材料等系列産品。産品在勝利油田、中石化、中石油、中船重工等相關企業進(jìn)行儲備與廣泛應用。2016年相關産品的銷售規模達到1500多萬元,預計2017年相關産品銷量將(jiāng)達到2500萬元以上。
超疏水吸油氈與現有吸油氈性能(néng)對(duì)比
上海生産基地示範生産線
東營生産基地
成(chéng)品材料
(表面(miàn)事(shì)業部 宋海明)