超疏水-高疏油SiC膜的制备及性能

基于SiO_(2)粒子共混喷涂与浸渍方法,研发了一种在SiC膜上制备超疏水-高疏油表面的工艺。通过喷涂不同粒径的SiO_(2)颗粒,在SiC膜表面构造具有双疏性能的微纳双重粗糙结构,然后通过浸渍将十七氟癸基三甲氧基硅烷接枝至SiC膜表面,成功制备了具有超疏水-高疏油特性和优异自清洁性能的SiC膜。通过改变含氟量、粗糙度,分析了各参数对表面润湿性的影响。经改性后所得超疏水-高疏油SiC膜表面上水和正十六烷的静态接触角分别为152.6°和146.3°,滚动角分别为5.2°和10.2°,这归因于SiC膜表面的微纳结构和低表面能物质降低了其与其他物质的黏附力。在强酸和强碱溶液中,超疏水-高疏油SiC膜表现出稳定的双疏性。本研究为在无机膜上构建具有优异耐酸碱性的超疏水-高疏油表面提供了一种简便的工艺。

化纤织物疏水疏油功能整理的发展概况

早期荷叶表面的拒水现象引起了人们极大的兴趣,研究人员基于荷叶效应不断模仿荷叶表面的微纳结构,以获得可以比拟荷叶的超疏水表面。将超疏水表面应用于化纤织物有着巨大的应用前景,基于荷叶效应,可以通过构筑粗糙纹理表面的方法制备超疏水表面,但有些液体悬浮在纹理表面的稳定性较差,因此适用性有限。通过化学方法合成的含氟整理剂能够降低材料的表面能,使材料对大部分表面能较高的液体具有抵抗作用,使用含氟整理剂整理是目前制备超疏水表面的主流方法。但不论是构筑粗糙表面还是使用含氟整理剂整理,都无法使超疏水表面在极端环境下保持较好的拒液效果。通过在材料表面构建自愈合体系可以获得具有长久拒液效果的自愈合材料,这种超疏水材料的表面在受到机械磨损或化学腐蚀时,受损部位会自愈,从而达到持续的拒液效果。本文主要以化纤织物为例综述了疏水疏油功能整理的方法,阐释了化纤织物的疏水疏油机理,探讨了化纤织物受到化学腐蚀、机械磨损时应如何保持拒液稳定性的问题,并对未来化纤织物疏水疏油功能整理的发展方向进行了展望。

水下超疏油P(NIPAm-co-TMSPMA)/SiO_(2)复合涂层的制备及性能

为制备具有水下超疏油性能的P(NIPAm-co-TMSPMA)/SiO_(2)复合涂层,通过自由基聚合制备聚合物P(NIPAm-co-TMSPMA),采用溶胶-凝胶法制备P(NIPAm-co-TMSPMA)/SiO_(2)复合溶液,采用浸渍提拉法制备P(NIPAm-co-TMSPMA)/SiO_(2)复合涂层。通过FTIR、^(1)H-NMR、GPC、热重分析、SEM、接触角仪、UV对聚合物及复合涂层进行测试分析。实验结果表明:随SiO_(2)质量分数的增加,亲水性逐渐降低,水下疏油性呈现先增大后降低的趋势;当SiO_(2)质量分数为30%时,水下油接触角为156°,涂层具有较低粘附力,表明复合涂层具有较大的水下疏油接触角和较低粘附力,表现出良好水下超疏油性能。蛋白质吸附实验结果表明:空白样品表面蛋白质吸附量为163μg/cm^(2),复合涂层表面蛋白质吸附量为82μg/cm^(2),表现出一定的抗蛋白质吸附性能。由于复合涂层具有良好的水下超疏油性、极低粘附力以及一定的抗蛋白质吸附性能,为其在生物医学领域上的应用提供了可能。

表面疏油Al_(2)O_(3)陶瓷膜的制备及表征

以氨水和无水氯化铝为原料,采用溶胶-凝胶法在SiC基体上制备了Al_(2)O_(3)陶瓷膜,以氟碳表面活性剂Capstone FS-50为改性剂,通过真空浸渍法对所制备的Al_(2)O_(3)膜进行疏油改性。结果表明,制备的膜孔径分布均匀,表面无裂纹和针孔缺陷,Capstone FS-50改性前后膜通量和孔结构几乎不变。Capstone FS-50能均匀附载在Al_(2)O_(3)膜表面,使其展现出良好的疏油性能(表面接触角最大为130°),在温度低于200℃时,改性陶瓷膜仍具有较好的疏油性和良好的耐磨性能。

超亲水−超疏油无机膜材料的制备及在油水分离中的应用

超亲水−超疏油无机膜材料具有抗污染能力强、环境耐受性好等优点,因而在含油废水处理领域具有较好的应用前景。介绍空气中超亲水−超疏油及超亲水−水下超疏油无机膜材料的制备理论基础,从选择膜改性材料角度出发,系统总结归纳空气中超亲水−超疏油和超亲水−水下超疏油2种无机膜材料的制备方法。制备空气中的超亲水−超疏油无机膜材料主要采用含氟材料,并构造亲水性粗糙表面,通过添加含氟材料降低膜表面能中的色散分量。构造亲水性粗糙表面的方法大多引入亲水性纳米颗粒,以增加膜表面能中的极性分量,从而获得亲水特性。制备超亲水−水下超疏油无机膜材料主要通过构造亲水性粗糙表面获得相应性能。材料的选取通常以亲水性聚合物和亲水性纳米颗粒为主。超亲水−超疏油无机膜材料大多应用于以含油废水处理与废油净化为主的环保领域,相较于“除水过油”处理方式,它具有耐油污性能好、通量高等优点。最后提出了目前该领域研究中存在的一些问题和不足之处,展望了该领域未来的发展方向。

水下超疏油不锈钢网的制备及其油水分离性能研究

目的利用简便工艺,得到具有抗菌和可循环性的油水混合物高效分离用水下超疏油不锈钢网(SSM)材料。方法将酸洗预处理后的不锈钢网依次浸入羧甲基纤维素、海泡石分散液和壳聚糖季铵盐溶液中改性处理,得到可高效分离油水混合物的水下超疏油不锈钢网。利用接触角测量仪、扫描电子显微镜和傅里叶变换红外光谱仪等设备对改性后不锈钢网的微观形貌结构、润湿性、稳定性、抑菌性以及油水分离效果进行了测试分析。结果改性后不锈钢网表面被成功地构筑了一层具有微/纳米级结构的绿色亲水涂层,在空气中水接触角可达到0°,水下对不同油的接触角都可达到150°以上(在经酸、碱、盐溶液腐蚀浸泡8 h及物理刮擦20次后依然如此);对于不同种类的油水混合物分离效率都可达到98%以上,经过20次循环分离及酸碱盐溶液腐蚀浸泡8 h后分离效率仍大于97%,且对于金黄色葡萄球菌具有良好的抗菌效果。结论通过浸涂与液相沉积方法简便环保地在不锈钢网表面构筑了具有抗菌性的水下超疏油涂层,对于多种油水混合物都表现出优异的分离性能,本研究为超亲水-水下超疏油分离材料低成本绿色简便制备提供了新的思路。

不锈钢基超疏油涂层的制备与性能研究

以304不锈钢为基底,采用化学刻蚀的方法在其表面构建粗糙结构层,同时通过SEM分析了化学刻蚀前后304不锈钢基底的表面形貌;然后以十五氟辛酸铜溶液为修饰液,通过浸涂法对经化学刻蚀的304不锈钢基底表面进行低能修饰,在其表面制备超疏油涂层;最后分别采用SEM和EDS手段对该涂层的表面形貌和元素进行了分析,同时分析了化学刻蚀时间和修饰液浓度对该涂层接触角的影响.结果表明:经化学刻蚀后,304不锈钢基底的表面微观结构为微纳米级的粗糙结构;随着化学刻蚀时间和修饰液浓度的增加,丙三醇油滴与304不锈钢表面涂层的接触角均先增大后减小;当化学刻蚀时间为60 min、修饰液浓度为10 mmol/L时,所得涂层与丙三醇油滴的接触角为152.7°,滚动角为9.5°,说明在此条件下,采用化学刻蚀和修饰低表面能物质的方法,可在304不锈钢基体表面成功制备出具有超疏油性能的涂层.

超亲水-水下超疏油聚氨酯海绵的制备及其油水分离性能研究

采用了一种简单、高效和环保的方法用于油水分离,即通过改进的Hummers法制备了氧化石墨烯(GO),以GO和壳聚糖(CS)为改性原料,以聚氨酯海绵(PU)为基体,通过两步浸渍法制备了超亲水-水下超疏油海绵(PUGO@CS)。GO的加入能够增加海绵表面的粗糙度和亲水性,CS的加入能增加海绵的亲水性和GO涂层的稳定性。改性PU具有良好的弹性性能、较好的热稳定性和吸水能力。油水分离性能测试表明,仅在依靠重力的作用下即可分离多种油水混合物,对各种油水混合物的分离效率可达95%以上;改性PU良好的可重复使用性使其在10次使用后的分离效率并未明显降低;在泵提供动外力时可实现无搅拌状态下的静态连续油水分离和搅拌状态下的动态连续油水分离;在磨损循环10次以后,改性PU仍能保持较高的油水分离性能。

PVA型超亲水-水下超疏油过滤膜油水分离性能研究

稀土萃取分离生产过程中会产生大量的含油废水亟待处理,超亲水-水下超疏油过滤膜为稀土冶炼含油废水带来了新的解决方案。以过滤棉为基材,以富含羟基的聚乙烯醇(PVA)与亲水的纳米二氧化硅溶胶为前驱体,以戊二醛为交联剂制备了PVA型超亲水-水下超疏油过滤膜。接触角测试表明,在空气介质中对水的接触角为0°,在水介质中对油的接触角为155.3°,具备优良的超亲水-水下超疏油性能。对制备的PVA型超亲水-水下超疏油过滤膜进行油水分离实验发现,3次重复实验过滤膜的平均油水分离率为97.5%,膜通量为11.89 L/(m^(2)·s),经30次油水分离循环测试,该过滤膜仍具有95.3%的油水分离率和11.06 L/(m^(2)·s)的膜通量,展现了较好的耐久性和稳定性,具有一定的工业推广应用前景。

亲水疏油改性 PVDF 超滤膜对沉淀出水处理的性能评估

为拓宽亲水疏油改性聚偏氟乙烯(HiOo-PVDF)超滤膜的应用范围,以苏州市某水厂沉淀池出水为处理对象,采用自主制备的外压式中空纤维膜组件,研究HiOo-PVDF对水中浑浊度、叶绿素a及有机物的去除性能及过滤过程中的阻力。结果表明,在6个过滤周期中,HiOo-PVDF膜能够稳定去除含有少量藻细胞的沉淀池出水中的浑浊度,去除率稳定在90%以上,对叶绿素a的去除率约为40%,而对有机物的去除较差,DOC、CODMn和UV254的去除率分别约为22%、20%和26%。过滤阻力分布显示,膜本身阻力占比为58.5%,浓差极化阻力和可逆阻力之和占比为25.4%,不可逆阻力占比为16.1%。因此,HiOo-PVDF膜表现出稳定的浑浊度去除能力和较强的耐污染性能,在饮用水处理领域有一定的应用价值。

疏水和疏油纳米涂层制备及减阻实验研究

本文采用一步喷涂沉积法,在试样表面涂覆具有超疏水及疏油效果FS/SiO_(2)微纳米层次结构涂层。微纳米粗糙结构和低表面能物质的结合是实现低润湿性的关键。本研究选用疏水气相纳米二氧化硅提供粗糙结构,和长链氟化硅烷全氟癸基三乙氧基硅烷作为低表面能物质进行修饰。对制备涂层进行了接触角测试,表面形貌检测,表面3D粗糙度测量以及表面化学元素探测与分析。通过探究疏水气相二氧化硅含量对涂层疏水和疏油性能的影响,获得疏水二氧化硅的最佳含量,实现超疏水以及对航空煤油RP-3的疏油效果。在S304不锈钢管中进行RP-3压降变化测试,探讨了涂层润湿性与减阻性能之间的关系。在不同的温度条件下使用航空煤油RP-3进行管路压降测试来反映其减阻性能。此研究可以为后续超疏水/疏油涂层减阻研究提供更多的思路。

超疏油表面研究进展

超疏油指表面张力较低的油滴在固体表面的接触角(CA)大于150°,滚动角(SA)小于10°的现象。但由于有机液体的表面张力很低,超疏油表面的构造相对困难。受弹尾虫的启发,构造凹角结构成为解决这一难题的突破口,与表面化学成分修饰、表面粗糙度这两个因素一起被引入超疏油表面的设计和制造系统。本文介绍了Young模型、Wenzel模型、Cassie-Baxter模型等几种经典润湿模型,从结构构筑及化学成分出发阐述了超疏油表面的设计方法,重点讨论了静电纺丝法、溶胶-凝胶法、沉积法、刻蚀法、激光加工法等超疏油表面制备技术的研究进展,总结了在不同表面张力的测试液体下各种表面的疏油性能,最后展望了超疏油表面的研究方向,即低成本、简单易行、环境友好型、所得表面物理化学性质优异的超疏油表面制备技术将进一步被挖掘。

聚多巴胺基水下超疏油涂层的制备及在油水分离领域的应用

水下超疏油是指在油、水、固三相体系中,水下油接触角>150°的表面,在油水分离、抗生物粘附、油滴操控、自清洁等领域具有良好的应用前景。聚多巴胺涂层具有良好的粘附性,可在不同的材料表面进行粘附,可对材料进一步修饰从而赋予材料表面以多种功能,因此展现了良好的应用前景。本文简单介绍了聚多巴胺涂层不同的聚合方式,重点对聚多巴胺基水下超疏油涂层的制备方法及在油水分离领域的应用进行了介绍。

基于氟化碳纳米管的超疏水疏油涂层制备

本研究探究一种构筑超疏水疏油涂层的简单有效方法。采用全氟十二烷基三氯硅烷(PFDTCS)对羟基多壁碳纳米管进行改性,通过喷涂技术获得水接触角为163.8°、十六烷接触角为139.2°的涂层。通过傅里叶红外光谱(FT-IR)、X射线光电子能谱仪(XPS)和扫描电子显微镜(SEM)对涂层的结构及微观形貌进行表征。结果表明,PFDTCS附着到碳纳米管上,涂层表面具有微纳米多级结构。除了玻璃表面,可在聚合物薄膜及织物上构造出同样的超疏水疏油涂层,并与基底具有良好的粘结力。此外,涂层对粉末及油墨等模型污染物表现出良好的自清洁性能,表明该方法具有良好应用前景。

纤维素织物疏水疏油功能整理研究进展

综述了浸轧法、喷涂法、辐射接枝法、溶胶凝胶法、等离子体处理法、化学气相沉积法、层层自组装法和静电纺丝法等不同纤维素织物疏水疏油功能整理方法的优缺点。介绍了疏水疏油整理剂的种类与制备方法。归纳了当前纤维素织物疏水疏油功能整理面临的难题,展望其未来发展方向。

超亲水/水下疏油高硅布的制备及其油水分离性能

以机械强度高、柔性好和耐热耐酸的高硅布(HSC)为基底,通过一步接枝法和自聚合法对其浸润性给予改性。采用3-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)作为“双面胶”接枝在其表面:一面利用静电作用沉积纳米SiO_(2)提供表面粗糙度,另一面聚合具有强亲水性的聚多巴胺(PDA),获得了超亲水/水下疏油高硅布(APTES/SiO_(2)/PDA@HSC)。研究了不同尺寸(50、300和500 nm)的SiO_(2)对油水分离性能的影响,发现随着SiO_(2)尺寸增加,分离效率逐渐降低,其中APTES/50 nm SiO_(2)/PDA@HSC的油水分离性能最好。它的水接触角为0(°),表现出明显的水下疏油性能,对汽油-水混合物分离效率为98%,滤液含油量低至37 mg/L,油水混合物通量为7184 L/(m^(2)·h),10次循环分离效率仍能达到97.4%,对花生油和泵油也有明显的油水分离效果。

亲水疏油改性聚偏氟乙烯膜用于油水分离的实验研究

以聚偏氟乙烯（PVDF）和一种具有亲水疏油性的添加剂为原料制备的新型改性PVDF中空纤维膜为对象,研究了该膜的微观结构、机械强度、表面润湿性,并以错流过滤方式处理配制的含油水（质量浓度400 mg/L）,考察了原液温度、操作压力、浓液回流量等操作条件对其处理过程中通量和截留率的影响。结果表明,操作压力越大,初始通量越大,但通量衰减也越快;原液温度升高,通量随之升高,基本成线性关系;浓液回流量越大,膜的通量越大,且通量衰减程度越小。该亲水疏油膜对含油废水具有优异的分离效果,在进水TOC的质量浓度为300~400 mg/L时,出水中TOC的质量浓度达1~4 mg/L,油分去除率达到99%以上,并仅在水力清洗的情况下就能完全恢复通量。该改性PVDF膜具有用于含油废水处理的潜力。

低黏附耐酸碱水相超疏油铜表面的制备

制备了一种新型的耐酸碱性的水相超疏油铜表面．在水相中，油滴在其表面上的接触角高达162°，同时极易滚动，表明所得到的表面不但具有水相超疏油特性，同时还表现出较低的黏附性及较强的耐酸碱能力．在不同pH值（2—12）的水溶液中，这种低黏附超疏油特性依然存在．研究表明，该表面的水下超疏油及低黏附特性主要源于表面亲水性的化学组成及独特的微纳米等级结构之间的协同作用．而较强的耐酸碱性则得益于铜材料自身较好的化学稳定性．

超亲水及水下超疏油铜网的制备及其油水分离性能的研究

目的通过简单的溶液浸泡法制备油水分离铜网。方法经氢氧化钠和过硫酸钾混合溶液浸泡,制备超亲水及水下超疏油表面。利用扫描电镜、X射线衍射仪分析基底表面形貌及成分,利用接触角测量仪测量其润湿性能。结果铜网表面生成了微米结构的氢氧化铜,空气中水滴在其表面的接触角为0°,水中油滴的接触角高达159°,使铜网具备了在空气中超亲水、在水下超疏油的特性。通过油水分离实验发现,铜网在常温常压下对汽油、正己烷等几种不同种类油与水的混合液进行高效分离,分离效率达90%以上。经海水浸泡若干天后,铜网仍保持很高的油水分离效率,表现出较好的耐海水腐蚀性。结论实验制备的超亲水及水下超疏油铜网能够有效地分离油水混合液,且能应用到腐蚀性较强的场合中。

空心微珠疏油改性及其在抗烧蛋白泡沫中的应用(英文)

用含氟硅烷偶联剂对空心微珠进行了疏油改性处理,通过接触角变化评价其疏油改性效果.结果表明,疏油改性处理后,空心微珠与煤油的接触角可达118°.向蛋白泡沫灭火剂中添加疏油改性空心微珠之后,三相泡沫内部可形成稳定的骨架结构,有效屏蔽了热辐射向内层的传递,显著增强了泡沫在油面的稳定和抗烧性能,该方法有望用于油品火灾的扑救.