基于长碳链表面活性剂辅助的磁性浮游颗粒简易制备及其在溢油回收中的应用研究

推荐：为解决水体油污染治理难题，研究人员开发了一种低成本、低能耗的浮游磁性颗粒(FMPs)制备方法。通过在铁氢氧化物沉淀过程中引入十二碳及以上长链阴离子表面活性剂(如SDS、SDBS)，成功制备出具有疏水表面的Fe3 O4 颗粒，其对重油A的吸附量达3.6 g/g，且可有机溶剂清洗重复使用，为环境友好型油污治理提供了新方案。

　　

随着全球石油工业的发展，水体油污染已成为严峻的环境挑战。从油轮泄漏到工业废水排放，这些事故不仅破坏水生生态系统，还会通过食物链威胁人类健康。传统治理方法如生物降解效率低下，化学分散剂可能产生二次污染，而物理吸附材料往往面临制备复杂、成本高昂等问题。在此背景下，开发高效、环保且易于回收的油污处理技术迫在眉睫。

针对这一需求，研究人员创新性地利用铁氧体生产工艺，在长碳链表面活性剂存在条件下，开发出具有浮游特性的磁性颗粒(FMPs)。这项发表在《Chemosphere》的研究通过X射线衍射(XRD)、Brunauer-Emmett-Teller(BET)比表面积分析、热重分析(TG)和水接触角测量等技术，系统评估了材料的理化性质及油污吸附性能。

材料制备与表征
研究采用室温氧化法，将十二碳及以上阴离子表面活性剂（如十二烷基硫酸钠SDS、硬脂酸钠S）与Fe(II)溶液共沉淀，形成绿色锈层(GR)后氧化为Fe₃
O₄
。表征显示所得FMPs保持磁铁矿晶体结构，羧酸型表面活性剂修饰的颗粒（L-MP/S-MP）水接触角达138°，比未修饰磁铁矿(120°)更具疏水性。

作用机制解析
通过对比实验证实，表面活性剂需在GR形成阶段加入才能有效嵌入层状结构。热重分析显示羧酸型表面活性剂在颗粒中残留量（0.07%）显著高于磺酸型（0.015%），这解释了前者在海水环境中仍保持浮游能力的原因——更高的表面活性剂负载量可抵抗盐离子对疏水性的破坏。

环境适用性验证
FMPs在pH 2-10范围内均保持稳定浮游性，其中硬脂酸钠修饰的S-MP在真实海水（Toyama Bay，pH 8.2）中表现优异。吸附实验表明，0.1g S-MP可100%回收0.2mL高粘度重油A，最大吸附量达3.6g/g，且对色拉油、润滑油等不同粘度油类均具广谱吸附能力。

可持续性评估
经过6次吸附-解吸循环，FMPs仍保持90%以上回收效率。Microtox?急性毒性测试显示S-MP对发光细菌(Aliivibrio fischeri)的毒性低于ZnSO₄
对照组，证实其环境友好特性。

该研究开创性地通过表面活性剂原位修饰策略，解决了传统磁性吸附剂需复杂后修饰的瓶颈。相比需要高温处理的 hierarchical结构颗粒（Xu et al., 2013）或价格昂贵的多孔材料（Chu and Pan, 2012），这种室温制备的FMPs兼具工艺简便（无需硅烷偶联剂）、成本低廉（试剂成本降低80%）和环境适应性强三大优势，特别适用于近海、港口等复杂水域的应急油污处理。未来通过优化表面活性剂碳链长度与负载量，有望进一步提升其在海洋环境中的长效稳定性，为绿色治污技术发展提供新范式。