近日，中國科學(xué)院理化技術(shù)研究所仿生材料與界面科學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗室的研究人員提出了一種全新的表面異質(zhì)納米結構化顆粒全分散策略，制備了全分散的親水-疏水異質(zhì)微球，這些微球在一系列溶劑（水、乙醇、辛烷等）中展示出全分散的優(yōu)異性能，并實(shí)現了從廢水中回收有機染料。

　　有機染料是一種常用的色彩添加劑，被廣泛應用于工業(yè)、科研和日常生活的方方面面。染料讓我們的服飾、食品、日用品絢麗多彩；染料在顯微鏡下發(fā)光實(shí)現成像，幫助我們揭示微觀(guān)世界的奧秘。有數據表明，全球有機染料的產(chǎn)量達到70萬(wàn)噸/年，其中近10%～15%被排放到工業(yè)和家庭廢水中，已成為水污染的重要源頭，對生態(tài)環(huán)境和公眾健康構成威脅。

　　現有染料廢水的處理方法，如混凝-絮凝法、生物降解法，可以去除廢水中大部分有機染料，然而這些方法依然面臨染料去除不徹底、適用染料種類(lèi)有限、產(chǎn)生的淤泥容易造成二次污染等問(wèn)題。近年來(lái)，隨著(zhù)納米技術(shù)、材料科技的迅猛發(fā)展，涌現出一些新興的材料與染料廢水處理技術(shù)，包括催化氧化、納濾和多孔顆粒吸附。催化劑、膜和吸附材料在完成染料廢水處理后可重復使用，然而染料的回收很少被重視。究其原因，在有機染料脫附過(guò)程中，通常在水溶液中加入含有無(wú)機酸、堿或鹽的洗脫液，使有機染料的回收過(guò)程更加復雜。

　　近年來(lái)，中國科學(xué)院理化技術(shù)研究所王樹(shù)濤研究員團隊提出了乳液界面聚合合成異質(zhì)結構微球的新方法，并在其高效分離應用上取得了一系列創(chuàng )新性成果。發(fā)展了多種乳液界面聚合合成方法，制備了一系列具有不同尺寸、化學(xué)組成、孔隙、表面納米結構的異質(zhì)微球，實(shí)現了復雜生物流體中痕量糖肽的分離、相近尺寸蛋白的分離、病毒核酸分離、癌癥病人外周血中痕量循環(huán)腫瘤細胞的分離等，構筑了色譜柱、微分離柱、微流控、紙色譜等分離器件。

該團隊利用前期發(fā)展的乳液界面聚合合成方法，合成了親水-疏水異質(zhì)微球，并通過(guò)透射電子顯微鏡、光誘導力顯微鏡、原子力顯微鏡等表征，證實(shí)了其表面異質(zhì)納米結構。

染料在水中被微球吸附；過(guò)濾分離；微球分散在有機溶劑中，實(shí)現染料脫附；低溫蒸餾實(shí)現染料回收；微球用于循環(huán)染料回收。

這種結構既有利于高極性溶劑（水）的鋪展，又有利于中等極性溶劑（乙醇等有機溶劑）、低極性溶劑（辛烷等油性有機溶劑）的鋪展。此外，在親水區，很容易引入帶電基團，這些基團能為顆粒間提供靜電排斥作用，從而在不同溶劑中實(shí)現良好的分散（圖2）。利用這種獨特的全分散性，該團隊發(fā)展了一種從含有機染料的廢水中分離回收染料的策略。染料在水中被吸附到微球上，通過(guò)過(guò)濾得到凈化的水與吸附了染料的微球，再將這些微球分散到有機溶劑中實(shí)現染料的脫附，通過(guò)過(guò)濾得到溶解了染料的有機溶劑，染料通過(guò)蒸餾被回收，同時(shí)微球被循環(huán)利用。

　　親水-疏水異質(zhì)微球為有機染料的回收提供了一類(lèi)很有前景的材料?；厥沼袡C染料的過(guò)程中，只需加入有機溶劑，無(wú)需加入含有無(wú)機酸、堿或鹽的洗脫液。有機溶劑很容易通過(guò)簡(jiǎn)單的蒸餾從染料中去除，避免了去除無(wú)機酸、堿和鹽的復雜步驟。這類(lèi)材料在環(huán)境污染物處理、資源回收利用、海洋資源富集提取、生物分子檢測等復雜樣品的分離分析領(lǐng)域具有廣泛的應用前景。