疏水性聚丙烯熔喷膜在溢油修复与挥发性有机物捕获中的双功能应用研究

为解决原油泄漏和挥发性有机物(VOCs)污染的双重环境挑战，研究人员系统评估了商用熔喷聚丙烯(PP)膜的疏水特性(接触角≈126°)、热稳定性(400°C)及双功能性能。该膜在海水中的原油吸附量达40.8 g g-1，对甲醛等VOCs表现出非竞争性吸附特征，化学再生后保持90%吸附效率，为环境修复提供了低成本、可规模化应用的解决方案。

　　

原油泄漏和挥发性有机物(VOCs)污染如同环境领域的"双头怪兽"——前者在水面形成难以清除的油膜，后者则在空气中潜伏，威胁人类呼吸健康。传统治理技术如机械打捞和活性炭吸附往往顾此失彼，且面临成本高、二次污染等困境。这迫使科学家们寻找像"瑞士军刀"般的多功能材料，既能高效吸附油污，又能捕获有毒气体。

沙特阿拉伯的法赫德国王石油与矿业大学(KFUPM)研究人员在《Journal of Environmental Chemical Engineering》发表的研究，将目光投向了一种看似普通的工业材料——熔喷聚丙烯(PP)膜。这种常用于口罩过滤层的材料，因其纤维直径仅0.6微米、孔隙率高的特性，被重新赋予了环境修复的使命。通过系统表征和双功能测试，团队发现这种成本不足高端材料十分之一的膜材，竟能实现海水溢油吸附量40.8 g g^-1的惊人性能，同时捕获甲醛等VOCs的效率媲美专用吸附剂。

研究采用傅里叶变换红外光谱(FTIR)确认材料基团特征，通过接触角测试量化疏水性，利用热重分析(TGA)评估热稳定性。油吸附实验比较了海水与去离子水环境差异，VOCs捕获测试涵盖甲醛、甲苯等典型污染物，并结合气相色谱-质谱联用(GC-MS)解析吸附机制。

膜材表征揭示结构优势
FTIR光谱在2970 cm^-1处显示典型聚丙烯C-H伸缩振动峰，接触角126°证实其疏水性。电镜显示纤维交织形成三维网络结构，比表面积达8.5 m² g^-1，为污染物捕获提供充足活性位点。

溢油吸附性能突破
在模拟海水环境中，膜材对原油吸附量比去离子水高34%，归因于盐分降低油-水界面张力。甲苯预处理使吸附容量提升至27 g g^-1，正己烷通量达2985 L m^-2 h^-1，十次循环后仍保持90%性能。

VOCs捕获机制创新
甲醛因与水蒸气共冷凝表现出最高吸附量(124 mg g^-1)，GC-MS证实不同VOCs间存在协同吸附而非竞争。热脱附曲线显示所有VOCs在150°C完全脱附，证实物理吸附主导。

这项研究的意义在于打通了环境治理的"任督二脉"——用单一材料同步解决液相和气相污染。熔喷PP膜的热稳定性使其能通过简单加热再生，而工业化量产基础则避免了新材料常见的"实验室到工厂"的死亡之谷。尤为重要的是，研究揭示了盐分对油吸附的促进作用，为海岸线溢油应急处理提供了新思路。当全球每年因油污损失数十亿美元时，这项"旧材新用"的研究或许能改写环境修复的经济账。