微波辅助对甲苯磺酸水溶助长性脱木素技术从油棕生物质中双重回收功能性木质素与结晶纤维素

《International Journal of Biological Macromolecules》：Microwave-assisted p-TsOH hydrotropic delignification of oil palm biomass for dual recovery of functional lignin and crystalline cellulose

本综述系统阐述了纳米生物复合膜在油水分离领域的最新进展，重点介绍了其通过集成GO、CNT、TiO2等纳米填料到CL、PLA、CS等生物聚合物基质中，实现超过99.9%分离效率的机制。文章强调了其超浸润性（超疏水/水下超亲油或超亲水/水下超疏油）带来的抗污染特性，并通过生命周期评估（LCA）证实其相较于传统合成膜具有更低的二次污染和更好的可持续性，为可持续性 oily wastewater 处理提供了有前景的解决方案。

　　

Highlight

纳米复合材料的特性

将纳米颗粒（如CNT和GO）掺入聚合物材料中，已被证明能显著增强聚合物纳米复合材料的强度、耐用性和功能性。其特性取决于纳米颗粒的类型、浓度以及所选聚合物。这些纳米复合膜因其对各种分子的有效分离能力及其复杂的微观结构而备受关注。在聚合物基质中添加纳米填料能显著增强膜的性能。

可持续和可生物降解的膜

膜分离技术因其能源效率以及无需使用有毒化学品即可选择性分离油水的能力而引起了极大的兴趣。然而，传统的膜材料常常引发对其环境可持续性和生物降解性的担忧。在膜技术中使用环保材料，如醋酸纤维素（CA）、聚乳酸（PLA）和壳聚糖（CS），不仅解决了处理含油废水的紧迫问题，还促进了可持续水处理实践的发展。

环境和经济方面

本节探讨了生物聚合物膜和纳米生物复合膜的经济和环境影响，以及纳米生物复合物的财务可行性和可扩展性及其相关的生态效应。它还提供了关于这些膜生命周期评估（LCA）的宝贵见解。LCA研究有助于找出减少组织环境足迹的方法。使用生物基聚合物而非化石燃料衍生的聚合物，为降低环境影响提供了一种有前景的方法。

研究挑战与未来展望

尽管纳米生物复合膜的开发已引起显著的研究兴趣，但进一步的进展至关重要。将实验室研究发现与其实际应用联系起来至关重要。大多数关于用于油水处理的纳米生物复合膜的研究是在实验室环境下进行的，这与含有各种污染物、离子、杂质、颗粒和低水平有机物的更复杂的现实世界水源不同。因此，未来的研究需要侧重于在实际条件下测试这些膜，并解决纳米填料聚集、可扩展性和成本效益等挑战，以推动其工业化应用。

结论

纳米生物复合膜代表了油水分离领域的重大进步，为全球范围内处理含油废水提供了一种可持续且有效的解决方案。通过将GO、CNT和金属氧化物（如TiO₂, SiO₂）等纳米填料融入可生物降解聚合物（如CL, PLA, CS, PVA和SA）中，这些膜实现了超过99.9%的极高分离效率，超越了传统生物聚合物（约99.5%）和合成纳米复合膜。它们特殊的浸润性特性使其成为可持续水处理的强大工具。