树莓状超疏水多孔复合棉纤维的制备及油水分离性能

基于聚多巴胺（PDA）的化学性质和树莓状纳米粒子的粗糙结构,以聚多巴胺包覆的棉纤维为基底,制备了具有多重粗糙度的树莓状超疏水多孔复合棉纤维材料.通过扫描电子显微镜观察树莓状超疏水多孔复合棉纤维表面的微观形貌,PDA-SiO₂纳米粒子稳定地固定在聚多巴胺涂覆的棉纤维表面.经过氟化改性的树莓状超疏水多孔复合棉纤维具有超疏水性,水接触角为158.2°,油接触角为0°.油/水分离实验结果表明,树莓状超疏水多孔复合棉纤维对己烷/水混合物的分离效率可达99.4%以上,使用20次后仍维持较高的分离效率.同时,其具有较高的溶剂吸附能力（13~34 g/g）、重复使用性及机械稳定性,吸油能力可与硅气凝胶相媲美.     

超疏水滤纸的制备与应用

对SiO2纳米粒子进行硅烷化改性,再将其修饰到滤纸上,制备出静态水接触角＞150°的超疏水滤纸,对制备条件进行了优化。 用热重分析及扫描电子显微镜对超疏水滤纸表征后发现,二氧化硅纳米粒子在滤纸纤维表面形成一层包裹层,即纳米级粗糙结构,这种结构对滤纸的疏水性具有关键作用。 对滤纸的油水分离性能进行了研究,发现其对非均相体系和高粘度油水混合物具有很好的分离效果。     

三聚氰胺海绵的一步式协同超疏水改性及在油水分离中的应用

通过硝酸(HNO₃)实现两亲性三聚氰胺海绵(MS)的一步式协同超疏水改性, 从而得到了一种具有优异性能的油水分离材料——硝酸改性三聚氰胺海绵(HMMS). 采用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、 热重(TG)和扫描电子显微镜(SEM)对HMMS的结构、 形貌和组分进行了表征, 并对其表面润湿性、 机械性能、 吸附性能和油水分离性能等进行了研究. 结果表明, HMMS具有超疏水性, 以及优异的机械性能、 循环使用能力、 选择性吸附能力, 对油水混合物的连续分离效率可达6×10 ⁶ L?m ^-3?h ^-1, 并且可在苛刻的使用环境中保持稳定的物理化学性质.     

超疏水棉花的制备及用于油水分离

采用溶胶-凝胶法制备了SiO2水溶胶,并用三甲基甲氧基硅烷进行疏水改性,通过一步浸泡法将改性后SiO2水溶胶修饰到棉花上制备出改性棉花,用接触角测定仪和扫描电子显微镜对制备的改性棉花进行了表征,二次蒸馏水及酸、碱液滴在改性棉花上的接触角均大于150°,表明制备的改性棉花具有超疏水性和耐酸碱性。 改性棉花对柴油展示了高达8.3 g/g的饱和吸附量,在5次重复使用中,吸附能力和接触角均可维持在4.0 g/g和大于150°水平。 在油水混合物吸附研究中,改性棉花吸水量仅是未改性棉花吸水量的1/45,表明改性棉花对油具有很好的选择性。 吸附了柴油后的改性棉花经过简单挤压,即可直接回收吸附的柴油和释放出改性棉花,从而实现了改性棉花的重复使用。     

超疏水、高强度石墨烯油水分离材料的制备及应用

通过绿色环保的表面修饰方法,采用氧化石墨烯(GO)对双亲的三聚氰胺海绵(MS)进行表面改性,制备了超疏水的还原氧化石墨烯/三聚氰胺海绵(RGO-MS).采用X射线衍射(XRD)、拉曼光谱(Raman)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)及扫描电子显微镜(SEM)对制备的RGO-MS进行了结构、形貌和组分分析,并对其机械性能、疏水性、吸附性能、循环使用和连续油水分离性能进行了研究.实验结果表明,还原氧化石墨烯涂层和海绵骨架紧密相连; RGO-MS对水上浮油和水下重油均具有优异的吸附能力,并且在完成50次吸附-挤压循环测试之后仍保持90%以上的吸附能力,对静止和搅拌情况下的油水混合物的分离效率分别高达4. 5×10~6和3×10~6L/(m~3·h).因此,RGO-MS在处理油脂和有机物泄漏造成的大面积污染方面有着巨大的应用前景.     

PVA-SiO_2复合物改性棉纤维及其吸油性能

首先以棉纤维为主要原材料,通过一步浸渍将聚乙烯醇-二氧化硅粒子(PVA-SiO_2)复合物涂覆在棉纤维表面;然后对其进行疏水改性,制得一种超疏水吸油材料。通过扫描电子显微镜(SEM)和水接触角(WCA)测试对改性纤维的表面结构及润湿性进行了分析表征。研究了PVA和SiO_2纳米粒子的质量分数对纤维吸油性能的影响,并评价了改性纤维的疏水性、润湿耐受性、吸油速率和重复使用性能。结果表明:棉纤维经过PVA-SiO_2复合物涂覆后具有稳定的超疏水性,吸油量比改性前显著提高,对正己烷、甲苯和氯仿的吸油量分别提高了47%、18.6%和26.2%。     

基于点击化学反应的织物超疏水改性研究

基于巯基烯的点击化学反应,成功将γ-巯丙基三乙氧基硅烷(KH-580)与乙烯基封端的聚二甲基硅氧烷(vinyl-PDMS)接枝到织物上,制备出具有优异油水分离效果的超疏水织物。利用红外光谱、扫描电子显微镜、X-射线光电子能谱等对改性织物进行表征,并考察了其表面疏水性及油水分离性能。结果表明,得到的超疏水织物表面具有沟壑和条纹结构,接触角最高可达156°,滚动角最高可达2°。超疏水织物的油水分离效率最高为99.8%,并且在连续进行20次油水分离之后,依然保持99%的分离效率。     

聚丙烯/碳酸钙复合无纺布的仿生矿化制备及其在油水分离中的应用

基于仿生矿化中的基质媒介原则,通过交替浸渍矿化过程(alternating soaking process,ASP)制备了表面负载均匀碳酸钙矿物涂层的聚丙烯无纺布有机/无机复合膜.静/动态水下油接触角测试结果表明,矿化膜具有很强的锁水能力,可将水分子吸附在膜表面形成稳定斥油界面,从而对二氯乙烷、正十六烷、石油醚、汽油、柴油等常用油均表现出超疏油(CA>150°)和低油滴黏附(SA<5°)性质.同时无纺布具有三维孔洞相互贯通的独特结构和高孔隙率,使得矿化膜表现出过膜压力低(油水乳液自身重力驱动)和油临界击穿压力高(>10 kPa)的特性.模型油水乳液分离效果实验发现矿化膜对尺寸在2μm以上的乳液油滴有较好的截留作用,可望应用于一些实际工业含油废水的处理.     

新疆褐煤疏水改性提高其成浆性能

针对新疆褐煤具有较高内水的问题,制备了阴离子AKD改性剂和非离子AKD改性剂,对褐煤颗粒进行疏水改性。研究了改性前后煤粒表面化学成分、孔隙分布、亲疏水性和Zeta电位等煤粒表面特性,并结合NSF分散剂在改性前后煤粒表面吸附量大小,探讨了改性前后褐煤水煤浆的成浆性、流变性和稳定性。结果表明,改性后煤粒孔隙结构降低,煤粒表面碳的相对含量增加,氧的相对含量降低,煤水界面接触角增加,煤粒疏水性能增强。NSF分散剂在改性煤表面吸附量增加,煤粒表面负电性增强。由阴离子AKD改性煤、非离子AKD改性煤制备的水煤浆最大成浆质量分数从原煤56.6%分别增加至61.0%、62.5%,浆体析水率从原煤13.97%分别降低至7.45%、7.89%,同时改性后煤粒制备的浆体均表现出剪切变稀的假塑性流体。因此,改性煤粒更容易制备高浓度、低黏度、高稳定性且易于储存和运输的水煤浆。     

聚二甲基硅氧烷/微纳米银/聚多巴胺修饰的超疏水海绵的制备和应用

受海洋贝类生物黏附蛋白的启发,在碱性环境下利用多巴胺的自聚合性质,在聚氨酯海绵表面聚合活性聚多巴胺薄层,采用葡萄糖还原银离子进一步沉积微纳米银粒子构筑表面微纳结构,并水解聚二甲基硅氧烷前驱体对表面进行疏水改性,制备出了接触角大于150°的超疏水表面。利用接触角测定、扫描电子显微镜及能量弥散X射线谱和傅里叶红外光谱等技术手段对制备的改性海绵进行了表征,表明微纳米银粒子和硅甲基疏水基团被成功修饰到了海绵表面。改性海绵对有机溶剂和油类物质具有高选择性和高吸收性。吸收的有机溶剂和油类物质的质量能够达到其自身质量的12倍以上。饱和吸收后的海绵仅通过物理挤压即可将吸收的物质回收并使海绵恢复弹性和吸附能力,得到再生。该研究为油水分离和废油回收提供了一种经济、高效、环境友好的方案。