超疏水亲油海绵的制备与表征

以密胺酯海绵为基体,通过正硅酸乙酯反应生成SiO_2,将海绵浸入含SiO_2的溶液中,使SiO_2引入海绵的孔道表面,利用SiO_2与硅烷偶联剂KH-304的交联作用,将疏水亲油的KH-304引入海绵的孔道表面,从而制备出超疏水亲油海绵。结果表明:引入KH-304后的海绵吸水率为0.3g/g,对氯仿的吸油率为50.5g/g,具有明显的疏水亲油性。

疏水亲油分离膜的润湿性研究进展

疏水亲油分离膜通过透过油相、截留水相而实现油水分离过程,它具有绿色、高效、易于工业放大等特点,在环境保护、水处理、有机液体分离与回收等领域具有广阔的应用前景,已成为膜科学与技术领域的研发热点。本文回顾了润湿方程的发展历史,介绍了表面润湿性和孔径的协同作用对膜分离过程的影响,讨论了疏水亲油分离膜的设计策略,包括在低表面能材料的表面构建粗糙或微纳米结构和使用低表面能材料对粗糙表面进行疏水改性。最后,对疏水亲油分离膜的发展趋势进行了展望,今后需进一步完善表面浸润理论,开发易于工业生产的制膜方法,探究疏水亲油分离膜对复杂油水混合物(如高黏度、多组分)的分离效果。

疏水亲油复合棉织物的制备及其性能

为促进绿色油污吸附材料的研制,以纯棉机织物、毛巾织物为基体,采用浸渍法引入二氧化硅纳米颗粒增加表面粗糙度,通过长链烷烃疏水基团降低表面能,获得疏水亲油棉织物。采用机织物/毛巾织物3-5层的层间复合方式制备疏水亲油复合型棉织物,并对其吸油倍数、保油率、吸油总量进行测试与分析。结果表明:复合型棉织物吸油性能得到提高,复合方式影响其吸油性能。毛巾织物复合在外层时,吸油倍数和吸油总量高,外层织物为机织物复合时,保油率高。疏水亲油复合型棉织物对原油的吸油倍数、保油率最高分别为206%、89.6%。

高强度多孔疏水亲油材料的制备及性能

将超细硅酸盐与悬浮剂、造孔剂、改性剂等外加剂复配,制得疏水亲油材料,研究了材料的孔隙率、抗压强度、油水相对渗透率以及油水分离性能。结果表明,该材料水相接触角高达152°,孔隙率在68.5%,抗压强度大于5 MPa,油相是水相渗透率的4~5倍,材料对不同黏度、不同油相状态和不同含油率的油水混合液均有明显分离效果。

PVMS-SM海绵在水中油类助燃剂的提取应用

本文制备了一种特殊浸润性油水分离海绵(PVMS-SM),具体考察所制备材料的疏水、亲油等浸润性能及在油水混合物中的选择性。利用该材料的超疏水亲油性,建立了PVMS-SM海绵结合液液提取法检验水中微量油类助燃剂的新方法,该方法操作简便快速,灵敏度高,可用于实际案件中油类助燃剂的检验。

疏水亲油材料研究进展

采用疏水亲油材料进行油水分离是解决频繁发生原油泄漏事故的关键,如何提高其油水分离效率已成为亟待解决的问题。自然界中,一些植物、昆虫和动物的身上就具有可以使其在自然环境中更好地生存的超疏水结构。受到自然界中超疏水现象的启发,开发具有超疏水性能的油水分离材料引起了人们广泛的关注。目前常用于油水分离的材料主要可分为零维疏水粉体/一维纤维材料、二维疏水网/织布材料和三维疏水多孔材料。本文着重综述了近年来这3种疏水亲油材料的制备及其对有机物的吸附性能,并对其未来的发展进行了展望。

模板法制备多孔聚二甲基硅氧烷及其吸油性能研究

以糖颗粒为模板,聚二甲基硅氧烷预聚体为前驱体,简便地制备了疏水亲油性质的多孔聚二甲基硅氧烷（PDMS）吸油材料,并进行了形貌、接触角和吸油性能测试。结果表明,实验制备的多孔PDMS具有明显的三维孔洞结构,且表现出优良的疏水亲油性能和吸油能力。对不同的有机液体,多孔PDMS能够吸收达自身重量5~44倍的有机物,其中对氯仿的吸收能力最强。此外,多孔PDMS在重复使用20次后仍能保持稳定的吸油能力,表明其可循环利用,具有良好的应用前景。

磁响应聚氨酯海绵的制备及吸油性能研究

利用四氧化三铁(Fe_3O_4)纳米粒子和聚二甲基硅氧烷(PDMS)共同修饰聚氨酯(PU)海绵,制备了具有磁响应功能的PU-Fe_3O_4吸油材料,并测试了其对油、水的浸润性能和吸油能力。结果表明,PU-Fe_3O_4海绵表现出优良的疏水亲油性能,对不同的有机液体,分别能够吸收自身质量7~22倍的有机物。吸油后的PU-Fe_3O_4海绵可利用磁铁分离,PU-Fe_3O_4海绵在重复使用20次后仍能保持好的吸油能力,可循环利用。此方法中,PDMS在PU骨架表面的聚合,解决了Fe_3O_4纳米颗粒容易脱落的问题,提高了PU-Fe_3O_4的稳定性,且制备过程简单经济,具有良好的应用前景。

二硫化钼纳米片修饰聚氨酯海绵及吸油性能研究

以二硫化钼(MoS_2)粉末为原料,采用超声辅助液相剥离法制备了MoS_2纳米片,通过MoS_2纳米片和聚二甲基硅氧烷(PDMS)依次修饰聚氨酯(PU)海绵,制备了疏水亲油性质的PU-MoS_2吸油材料,并测试了其接触角和吸油性能。结果表明,所制备的PU-MoS_2海绵有着优良的疏水亲油性能和较强的吸油能力。对不同的有机液体,PUMoS_2海绵分别能够吸取自身重量12~86倍的有机溶剂。尺寸较小MoS_2纳米片修饰制备的PU-MoS_2海绵具有较高的吸油能力。此外,PU-MoS_2海绵在重复使用20次后仍能保持强的吸油能力,表明其可循环利用,具有良好的应用前景。

疏水/亲油丝瓜络制备及在油水分离中的应用

为拓展丝瓜络在油水分离领域的应用,实现农业废弃资源的高值化利用,对天然丝瓜络进行碱-过氧化氢预处理,包括去除蜡质和增大比表面积;配置了纳米二氧化硅和MQ硅树脂疏水分散液,采用超声波辅助浸渍法,以预处理丝瓜络为多孔吸附载体,制得疏水/亲油丝瓜络,并测定其对植物油和水吸附性能、油水混合物的分离效率和重复利用性能。结果表明:浸渍纳米二氧化硅和MQ硅树脂的分散液后,丝瓜络对水和油的接触角分别为140.3°±6°和0°,对植物油和水吸附量分别为4.86g/g和0.28g/g,表现出良好的疏水亲油性能。改性后的丝瓜络对油和水的分离效率分别为76.5%和95.5%,表现出良好的油水分离性能。由于机械挤压破坏了网络结构及部分疏水层的脱落,经过4次过滤后,丝瓜络吸油性能有所降低,影响其重复使用性能。

抗菌-超疏水性载银纳米二氧化钛-聚氨酯复合纤维素纸膜制备及油水乳化液分离的应用

以纤维素纸为基材,采用简单的高压喷涂技术在基材表面涂覆单组分聚氨酯胶黏剂(PU)、载银纳米二氧化钛(Ag@TiO_(2)NPs)分散液,室温静置24 h后,得到抗菌-超疏水性载银纳米二氧化钛-聚氨酯(Ag@TiO_(2)NPs-PU)复合纤维素纸膜;检测样品的微观形貌、结构组成、元素分布,分析样品对于油水乳化液的分离性能及样品的耐摩擦、抗菌性能。结果表明:复合纤维素纸膜具有突出的超疏水-超亲油性能(与水的接触角为153°,与油的接触角为0°),针对油水乳化液具备优异的分离效果;在175 g负重下摩擦7次,仍具有疏水性,拥有较强的耐摩擦性能;对金黄色葡萄球菌的抑菌圈厚度最大(平均值可达13.96 mm),对大肠杆菌和枯草芽孢杆菌的抑菌效率分别可达97.7%、98.6%,具备优异的抗菌性能。

PDMS/Fe_(3)O_(4)/还原氧化石墨烯气凝胶复合材料的合成及其油水分离应用研究

近年来海上石油泄漏事件频发,不仅造成石油资源的浪费,还导致严重的生态和环境风险.因此,如何兼顾环境效益和经济效益治理海洋石油污染是目前亟待解决的问题.该文设计、制备了一种高效油水分离材料,以氧化石墨烯(GO)作为模板,负载纳米Fe_(3)O_(4)粒子,经聚二甲基硅氧烷(PDMS)改性,最终获得疏水亲油的PDMS Fe_(3)O_(4)还原氧化石墨烯气凝胶复合材料(RGA);并利用多种现代表征方法测试材料的表面官能团、疏水性、热稳定性和微观形貌特征,利用吸油测试及重复试验测试其性能.结果表明:①改性后GO含氧官能团数量下降,水、油接触角测量结果表明RGA的亲水角为133.36°,亲油角为44.44°,具有较高疏水亲油性.②RGA的热稳定性较强,孔隙结构发达,油可填充在气凝胶微纳米结构形成的空隙中.③RGA质量轻,机械强度强,吸油量最多可达自重的18倍,对不同油水混合物均有较好的吸附能力且可重复使用,具有良好的吸油性能.研究显示,RGA具有质量轻、易回收、疏水亲油性良好、可重复使用等优点,具有大规模应用的潜力.

高吸油性竹基PU泡沫材料的制备及性能

以竹粉液化多元醇替代石化多元醇制备了竹基聚氨酯硬质和软质泡沫。通过对比二者的吸油量,选择了吸油性能更佳的竹基聚氨酯软泡作为后续处理的基体。进一步采用氧等离子处理和甲基三氯硅烷对竹基聚氨酯软泡进行表面改性处理,得到了具有高吸油性的亲油疏水泡沫。考察了等离子处理时间和甲基三氯硅烷液相沉积时间对竹基聚氨酯软泡表面特性和吸油性能的影响,得出了优化的工艺参数:等离子处理时间为45 s、液相沉积时间为2 h时得到的改性聚氨酯泡沫吸油性能最优。根据油品分子量不同,其吸附量可达自重的25~56倍,是未处理泡沫吸附量的2.5倍。重复利用实验表明,经改性的竹基聚氨酯软泡在重复利用10次后仍能保持良好的吸油能力,具有优异的循环使用性能。

天然聚多糖对密胺海绵的疏水改性及其吸油性能研究

海上石油污染已成为海洋污染的核心问题,疏水亲油材料是高效的吸油材料之一。本研究以密胺海绵为基体,通过负压浸渍法,利用不同类型的天然聚多糖进行改性,以获得疏水亲油的吸油材料。采用傅里叶变换红外光谱、扫描电镜成像、接触角分析对改性前后的海绵进行表征,研究了不同类型的多聚糖以及不同浸渍量对海绵吸油性能的影响。结果表明,密胺海绵经浓度为1%的中分子量壳聚糖改性后疏水亲油性能最好,其水接触角为151.30°,柴油吸附量为45.49 g/g。此类改性方法效果理想,且具备环境友好及操作简便等优点。

纳米技术在油水分离领域的应用

水作为生命之源,一直都受到人们的高度重视。然而,现阶段水资源面临着很多威胁,而石油对水资源的污染尤其严重。为了解决这一问题,本实验小组利用超疏水材料的亲油特性,为油水分离提供了一条新的思路。以商用聚氨酯海绵作为主材料,用不同的纳米材料对聚氨酯海绵的三维网状结构进行沉积,同时用疏水的偶联剂加以修饰,达到超疏水亲油的目的,并对其实用性进行探究。

聚氨酯吸油材料的研究进展

讨论了近年来聚氨酯吸油材料的研究成果和专利,对其制备和再生方法进行了归纳。同时阐述了聚氨酯吸油材料应用的现状,并针对其局限性对其具体应用提出了建议。

表面改性水稻秸秆吸附有机污染物性能及机理研究

以废弃水稻秸秆为原料,采用氢氧化钠、双氧水对秸秆进行预处理,再以SiO2颗粒、乙烯基三乙氧基硅烷为表面改性剂对秸秆进行表面改性,使其具备良好的疏水和亲油特性。利用扫描电镜、红外光谱、热重及润湿角测试仪对改性前后水稻秸秆显微组织形貌及性能进行分析,探究了材料表面改性机理,并以机油、食用油、石油醚、二甲苯等有机污染物进行材料宏观吸附性能测定。结果表明:经表面改性后的秸秆材料表现出良好的疏水性,润湿角达到148.9°,吸附有机物的吸附量明显增加,在处理有机水体污染时表现出良好的选择吸附性。

石墨烯复合改性海绵的制备及其吸油性能

将三聚氰胺海绵(MF)浸入氧化石墨烯(GO)悬浮液,经微波溶剂热还原反应后,用聚二甲基硅氧烷(PDMS)进一步修饰,得到超疏水亲油的石墨烯复合改性吸油海绵(rGO-PDMS-MF)。优化了GO和PDMS改性试剂的浓度,通过扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)及接触角(CA)测定仪对海绵结构和性质进行了表征,测试了海绵的饱和吸油性能、重复使用性能及油水分离性能。结果表明:GO悬浮液和PDMS溶液最适浓度分别为2.0g·L^(-1)和1.0%(质量分数);所得海绵的接触角达151.5°,饱和吸油能力达45～110g·g^(-1),可通过吸附-挤压方式重复使用10次以上;rGO-PDMS-MF海绵对油水体系具有良好的选择性,与泵装置结合后可以连续有效地将油从水面分离,再生使用后仍保持较高的浮油回收速率和较强的疏水性能。

无纺布增强型PVDF/石墨烯复合吸油膜研究

以聚偏氟乙烯(PVDF)为成膜聚合物,石墨烯(GE)、疏水二氧化硅为添加剂、邻苯二甲酸二辛酯(DOP)为成孔剂、N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)为溶剂,调制铸膜液,分别采用涂覆法和溶液相转化法(NIPS)在聚对苯二甲酸乙二酯-聚酰胺(PET-PA)无纺布表面构筑分离层,制备了PET-PA无纺布增强型PVDF/GE复合吸油膜(NR-PGM),分析并讨论了其形貌、疏水亲油性以及力学性能等.结果表明,NR-PGM具有疏水超亲油特性,其纯水渗透压可达0.14 MPa,对煤油、柴油的通量可达118.22、218.25 L/m2h;将其制成中空管状物,在负压作用下可实现连续油水分离,分离效率可达97%左右,经10次循环使用后分离效率仍可保持在95%左右.