Forskare vid University of British Columbia har utvecklat ett billigt membran som effektivt separerar olja och vatten på begäran-vilket möjligen banar väg för snabbare sanering av oljeutsläpp och förbättrad behandling av industriellt avloppsvatten i framtiden.

Membranet består av ett behandlat kopparnät som kan bytas från oljeborttagning till vattenborttagningsläge helt enkelt genom att applicera några sekunders spänning från ett vanligt alkaliskt batteri. I oljeborttagningsläget, tung olja passerar genom nätet medan vattnet hålls kvar; i vattenborttagningsläge, nätet tillåter vatten att passera igenom samtidigt som lätt olja bibehålls. Detta gör det möjligt för användare att uppnå nästan fullständig separation av både lätta och tunga oljor från vatten med ett enda membran.

"Denna teknik erbjuder ett effektivt och miljövänligt sätt att minska de negativa effekterna av oljehaltigt vatten och avloppsvatten, som tillverkas av inhemska, kommunala och industriella processer varje dag, " säger Chun Haow (Bryan) Kung, en kemiingenjör magisterstudent vid UBC som ledde studien. "Andra olja-vattenseparationsmetoder, som de som är beroende av skumning, förbränning och lösningsmedel, är antingen för dyra, för krångligt, eller ineffektiv."

Medan det finns andra membranbehandlingar som kan byta från oljeborttagning till vattenavlägsnande, de är ofta beroende av giftiga, instabila kemiska beläggningar som tar tid att aktivera. De tenderar också att producera relativt oren olja och vatten som behöver bearbetas ytterligare, noterade Kung.

"Vårt membran är fritt från tillsatser och kan uppnå minst 98 procent renhet för den separerade oljan och vattnet, ", sa Kung. "Det behöver en enda elektrisk laddning för att byta operationer, och kräver ingen speciell utrustning eller förhållanden."

Kung och hans kollegor förberedde membranet genom att sänka ett enkelt kopparnät i en elektrolytlösning och applicera två små spänningar under totalt två minuter. Processen förändrar nätets ytstruktur och ger det möjlighet att växla fram och tillbaka från att attrahera vatten och stöta bort olja till att attrahera olja och stöta bort vatten.

För att testa nätets robusthet, teamet tog det också igenom 30 på varandra följande separationscykler, med blandningar som innehåller både lätta och tunga oljor.

"Oljekontaminerat vatten är fortfarande ett stort problem runt om i världen, med uppskattningsvis två miljoner ton olja som släpps ut i vattendrag varje år, "säger studiens seniorförfattare, Walter Mérida, en maskinteknikprofessor vid UBC och chef för universitetets forskningscenter för ren energi. "Vår förhoppning är att detta membran i slutändan leder till ett bättre sätt att behandla vårt vatten och skydda vår miljö."

Tidningen publicerades nyligen i Tillämpad ytvetenskap .