高效微通道油水分离芯片

负责人：黄斯珉 联系人：何奎

在社会经济发展过程中，油水分离的需求广泛存在，例如石油在海洋泄露后的污染治理需要利用到该技术，又例如餐厨废水中存在大量的乳化油需要该技术来做分离。因此油水分离技术具有极高的经济价值。但不同场合下的需要应用不同的油水分离技术，如海洋油污处理主要采用石油吸附材料，而乳化油水主要采用破乳-重力分层分离工艺。在一些近20年兴起的高新技术领域，如微化学工厂中同样存在油水分离需求，但目前的油水分离技术均不能直接集成于此类系统中。

图1油水分离芯片

东莞理工学院广东省分布式能源系统重点实验室开发了一种微通道油水分离芯片，可以直接集成在微化学反应器中用于油水分离工艺。该微通道分离芯片表面具有微型圆柱阵列结构，圆柱体分别由经过处理的玻璃毛细管和聚四氯乙烯制成，分别具有超亲水和超疏水的作用。油水混合物发生分离,水相往亲水壁面一侧移动,油相往亲油壁面一侧移动，从而实现油水分离。该芯片由基板和盖板组成。基板上有圆柱孔阵列，用于容纳圆柱阵列。盖板上有圆柱孔及封装池。该芯片采用创新的“自动种植”或3D打印工艺快速完成圆柱体的空间精确排布和芯片封装。整个工艺包括，定位、圆柱种植、热键合和化学封装等步骤。该微通道分离芯片的分离效率可达98%，同时分离阻力相较于膜分离小1-2个数量级。该芯片为油水分离领域提供了一种实用的技术方案。