近日

记者从海南大学获悉

该校在油水分离材料领域

及电解水制氢领域

取得新进展

新型复合膜可实现海上原油绿色安全回收

近日，海南大学化学化工学院副教授高助威团队在油水分离材料领域取得新进展，成功研发出一种集超疏水性、高效光热转换和电绝缘特性于一体的多功能复合膜，实现了太阳能驱动下高粘度原油的安全、高效回收。相关成果近日发表在《危险材料学报》上。

原油泄漏是海洋环境面临的重要污染问题之一，尤其在低温或高蜡、高沥青质条件下，原油粘度显著升高，流动性下降，给应急回收和长期治理带来巨大挑战。利用太阳能实现原油光热降粘，被认为是一种绿色、可持续的解决思路，但现有光热材料多依赖碳纳米管等导电材料，容易引发电化学腐蚀和静电积聚，存在潜在安全风险，制约了其在复杂环境中的应用。

针对上述问题，高助威团队提出了“功能解耦—协同”的材料设计策略。通过在导电碳纳米管表面原位生长具有绝缘性能的共价有机框架（COFs）层，制备出兼具光热性能与高电绝缘性的复合结构，并进一步制成超疏水—超亲油复合膜。实验结果表明，该复合膜表面水接触角高达157.4度，对多种油水混合体系的分离效率超过96%，在多次循环使用后仍保持稳定性能。在标准太阳光照条件下，膜表面温度可在180秒内升至76.3℃，有效降低高粘度原油的粘度，显著提升其流动性，进而提高回收效率。基于该材料，研究团队进一步构建了太阳能驱动的连续原油回收实验系统，实现了从吸附、分离到回收的全过程稳定运行。

研究团队表示，该研究在高粘度原油回收用复合膜材料领域，首次将光热转换与电绝缘安全性通过材料结构设计实现协同统一，为高粘度原油的绿色回收提供了新的技术路径，拓展了光热材料在环境治理领域的应用边界，也为海洋溢油应急处理和工业含油废水处理提供了重要理论依据和工程参考。

该团队下一步将围绕材料规模化制备、复杂环境适应性及实际应用场景开展深入研究，并积极推进相关成果的转化与产业化应用。

等离子体轰击技术让制氢催化剂获新突破

近日，海南大学热带海洋工程材料及评价全国重点实验室副教授饶鹏团队基于等离子体轰击技术，创新性地将原子级分散的钴位点锚定于二氧化钌表面，实现质子交换膜水电解高效可持续制氢。相关研究成果已发表在材料领域期刊《先进功能材料》上。

当前电解水制氢领域存在两方面问题：一方面，质子交换膜电解水技术因具有产气纯度高、响应速度快等优势，被视为大规模生产绿色氢能的潜力路径，但其商业化进程受限于析氧反应催化剂成本高、稳定性差等核心瓶颈；另一方面，二氧化钌凭借优异的氧析出反应活性及相对较低的成本备受行业关注，然而传统钌基氧化物催化剂所遵循的晶格氧化机制会生成氧空位，这一缺陷制约了其稳定性。

为破解这一难题，研究团队通过等离子体轰击技术，成功制备了表现出优异稳定性的单原子钴载二氧化钌催化剂。钴位点的引入不仅有效降低了晶格氧迁移率，还抑制了局部氧化态转移，减少了活性组分的流失与结构劣化，从而有效将反应机制从易失活的晶格氧氧化机制，转变为稳定性更优的吸附演化机制，显著提升了材料的稳定性。进一步的理论计算证实，钴位点可优化关键中间体在活性位点上的吸附行为，降低反应决定速率步骤的能垒，进而提升析氧性能。

饶鹏表示，该催化剂可在较低槽电压下实现高效稳定的电解水制氢性能。这一成果为制造稳定且高活性的钌氧化物基析氧反应催化剂奠定了基础，将有助于降低电解水制氢成本，并推动质子交换膜电解水技术的商业化进程。

来源：科技日报

编辑：王俊入

审核：张慧