Hydrophobic Meshes for Oil Spill Recovery Devices

材料科学 表面张力 石油工程 粘度 毛细管作用 复合材料 入侵 体积流量 接触角 化学工程 机械 地质学 物理 地球化学 量子力学 工程类
作者
Da Deng,Daniel P. Prendergast,John K. MacFarlane,Roberto Bagatin,Francesco Stellacci,Philip M. Gschwend
出处
期刊:ACS Applied Materials & Interfaces [American Chemical Society]
卷期号:5 (3): 774-781 被引量:148
标识
DOI:10.1021/am302338x
摘要

Widespread use of petrochemicals often leads to accidental releases in aquatic environments, occasionally with disastrous results. We have developed a hydrophobic and oleophilic mesh that separates oil from water continuously in situ via capillary action, providing a means of recovering spilt oil from surface waters. Steel mesh is dip-coated in a xylene solution of low-density polyethylene, creating a hydrophobic surface with tunable roughness and opening size. The hydrophobic mesh allows oil to pass through the openings while preventing the concomitant passage of water. A bench-top prototype demonstrated the efficacy of such an oil recovery device and allowed us to quantify the factors governing the ability of the mesh to separate oil and water. Preliminary data analysis suggested that the oleophilic openings behave somewhat like capillary tubes: the oil flux is inversely proportional to oil viscosity, and directly proportional to the size of the mesh openings. An unpinned meniscus model was found to predict the water intrusion pressure successfully, which increased as the opening size decreased. The trade-off between water intrusion and oil flow rate suggests an optimal pore size for given oil properties and sea conditions.
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