近日，石油化工多相分离与安全技术团队在油水分离与光热功能材料交叉领域取得重要研究进展。相关成果以“A rapid flame-induced fabrication of robust superhydrophobic and photothermal nickel foam for efficient oil spill remediation”为题，发表于国际综合类一区top期刊《Science Bulletin》(IF=21.1)。该研究系统考察了火焰热处理时间对PDMS/CS（聚二甲基硅氧烷/蜡烛烟灰）复合泡沫镍涂层结构与性能的影响，为相关材料的设计与工艺优化提供了实验依据。杏吧原创
2023级化学工程与技术专业硕士研究生魏伟杰为第一作者，杏吧原创
高助威副教授为论文通讯作者。
研究团队通过控制火焰处理时间（3秒、10秒、25秒），制备了三种不同组成的PDMS/CS/NF样品，并系统分析了其结构演化规律。表征结果显示，随着火焰处理时间延长，PDMS逐渐由疏水的有机硅烷向无机二氧化硅转化。3秒处理可在保留Si-CH₃疏水基团（碳含量53.86%）的同时，生成适量的纳米二氧化硅颗粒以增加表面粗糙度；而处理时间过长（25秒）则导致疏水基团完全消失，涂层附着力明显下降。在力学性能方面，3-PDMS/CS/NF在刀片刮擦和砂纸磨损实验中表现出较好的涂层结合力，这与其在短时间火焰处理下避免了PDMS的过度交联脆化有关。光学性能测试表明，该样品在200-2500 nm波段的吸光率超过90%。此外，通过设计表面吸附与底部吸附对照实验，定量评估了光热辅助下的高粘度油吸附性能。实验表明，在1个标准太阳光照射下，3-PDMS/CS/NF对底部黄油的吸附时间较原始泡沫镍缩短了约32%（由327秒降至223秒）。针对真实原油吸附，研究提出了一种“光热诱导孔道自疏通”机制：光热产生的热量通过高导热镍基底传递，使堵塞区域的原油黏度降低，在重力辅助下重新渗透。在该机制下，材料经历10个吸附-脱附循环后，吸附容量保持在2.19 g/g，解吸效率为86.82%。将该材料性能指标与近年来报道的PDMS基吸油材料进行横向对比，本工作所制备的3-PDMS/CS/NF在制备时间（总流程小于10分钟，火焰固化3秒）、不含氟试剂、以及大尺寸（10 cm×10 cm）可扩展性等方面具有一定综合优势。
该工作得到了国家自然科学基金（12202127，22068012）和海南省自然科学基金（ZDYF2025GXJS200，126QN0634）的资金资助。
文章链接：//doi.org/10.1016/j.scib.2026.06.041
撰稿人：高助威
审核人：潘福生
