近日，我院陆杨教授课题组与中国科学技术大学俞书宏院士团队合作，设计并制备了一种疏水亲油的铁磁性海绵，在交变磁场的远程操控下，实现了水面高粘度浮油的高效连续性回收，相关成果以“Magneto-heated ferrimagnetic sponge for continuous recovery of viscous crude oil”为题发表在《先进材料》（Adv. Mater. 2021, 2100074），并被选为内封面（Inside Front Cover）（图1）。

图1 论文内封面图（Inside Front Cover）

海上原油泄漏事故频发，例如2020年一艘日本油轮于毛里求斯东南部海域搁浅，1000万吨原油在海面泄漏，由于缺乏快速有效的处理方法，导致毛里求斯宣布进入紧急状态。尽管当前多孔吸附剂材料对低粘度油品具有优异吸附性能，但是海上原油的粘度是普通轻质油的上百倍，因此常规吸附材料难以快速吸附海面浮油。该团队前期工作中设计并研制石墨烯功能化的多孔疏水亲油海绵，在焦耳热效应的助力下大幅度降低海绵周围原油的粘度，实现对原油的快速回收，但是这种接触式加热方式难以远程控制。利用远程可控的光热效应能够有效提升多孔材料对海上原油的回收速率，但是受限于光的穿透深度，难以将能量高效传输到多孔材料内部。因此，如何利用多孔材料实现可远程操控、安全高效的海上浮油回收具有巨大挑战。

针对上述难题，该团队以商用海绵为模板，采用简便的PDMS溶液浸渍法，将铁磁性方形氧化铁涂覆在海绵骨架表面，制备了具有超疏水亲油性的铁磁性海绵。这种铁磁性海绵能够快速响应交变磁场的远程刺激，整体升温迅速，可原位大幅度降低原油的粘度，加速原油进入孔道的速度（图2）。基于磁性材料的宏观制备与溶液体积放大的浸渍法，该团队实现了铁磁性海绵的大尺寸制备；在交变磁场的刺激下，该铁磁性海绵的表面温度在10秒内达到了120度；此外，该团队基于该海绵连接的自吸泵设计了一种高粘度原油连续回收装置，在交变磁场的远程操控下，实现对原油的快速连续性回收（33.05 g h^-1 cm^-2）。这种远程操控式的磁热辅助多孔材料不仅为海上浮油的回收提供了新的策略，而且拓展了具有快速响应速度的磁性组装体在环境处理、能源转换等方向的应用。

该论文的第一作者是我院博士生宋永红和中国科学技术大学博士生施露安。通讯作者为陆杨教授和俞书宏教授。本工作得到了科技部重点研发计划，国家科学自然科学基金，安徽省杰出青年基金，中央高校基本科研业务费专项资金等基金的资助。

图2磁热效应助力铁磁性海绵快速回收海上高粘度浮油示意图。

论文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202100074