综述：油水分离技术的进展：二硫化钼和二硫化钨作为前沿二维纳米材料的作用

这篇综述系统探讨了二维纳米材料MoS2和WS2在油水分离中的独特优势，包括其超疏水/超亲油特性、高比表面积和可调控表面化学性质。文章对比了传统膜分离、电凝（EC）、吸附和生物法的局限性，强调这两种过渡金属二硫化物（TMDs）在分离效率（70-100%）、可重复使用性和环境稳定性方面的突破性表现，为开发高效可持续的油水分离技术提供了新思路。

　　

油水分离的挑战与二维纳米材料的崛起
随着全球工业发展，含油废水处理成为环境治理的重大挑战。传统方法如重力分离、气浮和膜过滤虽广泛应用，但面临效率低、成本高和二次污染等问题。近年来，二维纳米材料因其独特的物理化学性质，在油水分离领域展现出革命性潜力。

MoS₂和WS₂的卓越特性
作为典型的过渡金属二硫化物（TMDs），MoS₂和WS₂具有层状结构和可调表面润湿性。单层MoS₂的接触角达150°，表现出超疏水性；而WS₂的半导体特性（带隙1.5-2 eV）使其兼具光催化功能。这种"双亲性"使其能选择性吸附油滴（如甲苯吸附量达159 wt%），同时排斥水分。

膜分离技术的革新
通过将MoS₂负载到聚偏氟乙烯（PVDF）膜上，开发的复合膜在1 bar压力下实现96-99%的油分离效率，水通量达132 L·m^-2·h^-1。特别值得注意的是，仿生设计的聚多巴胺（PDA）@WS₂超滤膜，在高盐环境下仍保持98.23%的染料截留率。

吸附材料的突破
三维MoS₂-聚乙烯吡咯烷酮（PVP）气凝胶展现出惊人的吸附能力（195-649倍自重），经30次挤压再生后仍保持93.5%性能。而WS₂修饰的聚二甲基硅氧烷（PDMS）海绵在模拟海水中接触角保持158.8°，可重复使用25次以上。

电凝与生物法的局限
虽然电凝（EC）在最佳条件下（电流密度0.001-286 A/m²）能实现98%的除油率，但高能耗（0.936-21.6 kWh/m³）制约其应用。生物法虽环保，但处理周期长达12天，且对高浓度油污（>600 mg/L）效率不足40%。

稳定性与工业化前景
MoS₂/纤维素乙酸酯（CA）纤维海绵在pH=8时对甲苯去除率达100%，人工神经网络模型（R²=0.999）成功预测其吸附行为。但规模化生产中的成本控制（如MoS₂@RTV海绵制备）和长期毒性评估仍需深入探索。

未来发展方向
当前研究集中在三个维度：①开发MoS₂/WS₂异质结构增强光热转化效率；②优化生物可降解载体（如蚕丝蛋白）的复合工艺；③智能响应材料的设计，实现pH/光触发式油水分离。这些创新将推动二维纳米材料从实验室走向工业废水处理的实际应用。