超疏水超亲油304不锈钢网的制备及其油水分离性能

目前,用于油水分离的材料成本高,制备工艺复杂且效果较差,针对这一现象,选用304不锈钢网作为基体材料,通过氯化铁溶液刻蚀法获得粗糙表面,随后用十七氟癸基三甲氧基硅烷对该表面进行改性,成功制备出具有优异油水分离特性的超疏水超亲油不锈钢滤网,并对其结构及性能进行了测试表征.结果表明:超疏水不锈钢网与水的接触角达到151°,油水分离测试中对黏度小、表面张力小的常见油品分离效率达90％以上,表明其具有优良的油水分离性能;另外,制备的超疏水超亲油不锈钢滤网具有较好的重复使用性,在重复油水分离过程100次后,接触角仍高达145°,并且仍能保持超疏水超亲油的特性.     

耐腐蚀超疏水铜网的制备及其在油水分离中的应用

针对目前超疏水材料耐腐蚀差的问题,制备一种耐腐蚀的超疏水铜网,并应用于油水混合物的分离。将十八胺修饰的多壁碳纳米管与有机硅改性的水性聚氨酯相结合,喷涂到铜网制备了具有鸟巢状结构的铜基超疏水表面。结果表明,该表面呈现对水高的接触角162°和对油极低接触角0°。另外,可对石油醚/水、四氯化碳/水、甲苯/水、己烷/水、煤油/水等油水混合物高效分离,分离效率均大于93.79%,且具有良好的可循环使用性。耐腐蚀性测试结果表明,该超疏水表面分别在1mol/L的NaOH,HCl,NaCl溶液中浸泡24h后,仍可保持超疏水特性,具有优异的耐腐蚀性能。     

超亲水/水下超疏油膜功能材料及其研究进展

含油污水,特别是油/水乳液的分离是世界性的挑战。膜分离法由于具有分离效率高、能耗低、易于操作等特点,在油水分离领域具有较大的优势。超亲水/水下超疏油材料是"除水型"特殊润湿性材料,与超疏水-超亲油网膜相比,超亲水/水下超疏油膜在对抗有机污染和生物污染方面更具优势。超亲水/水下超疏油膜在处理含油污水过程中面临的主要问题有化学稳定性及膜污染。膜污染会导致分离效率及过滤通量下降等问题,缩短膜的使用寿命。因此,解决滤膜污染问题对污水处理至关重要。目前超亲水/水下超疏油材料改性的重点主要有三方面:提高过滤通量、抗污能力及设计合适的孔径。许多研究人员通过对疏水性基材(聚合物膜、金属筛网)进行改性以增强膜的亲水性和抗污性能,并取得了丰硕的成果。目前,聚合物膜改性方法主要分为基体改性和表面改性两种。基体改性即通过接枝共聚或共混等方法对膜进行亲水改性,然后将改性后的膜材料用于膜制备。表面改性是指对商业滤膜表面接枝极性单体或亲水单体。金属筛网常用的改性方法有化学刻蚀、表面涂覆、电化学沉积等。通过改变膜表面的化学组成和粗糙度调控滤膜的超润湿性能,从而提高膜的亲水性、分离效率和抗污性能。为了响应处理工业溢油及保护环境的要求,迫切需要开发具有高分离效率、高选择性和高稳定性的新型分离材料和技术,以应对日趋复杂的油水分离环境。本文以分离油水混合物及油水乳液的滤膜材料作为研究体系,首先介绍了超亲水/水下超疏油表面的理论基础及其构筑机理,然后从不同基材的角度介绍了油水分离功能材料的制备工艺及改性方法。本文全面综述了超亲水/水下超疏油金属网膜、聚合物膜材料和基于纳米材料的新型功能分离膜的研究进展,从润湿性、过滤通量、分离效率、抗污性能等方面综合评估了油水分离功能膜的性能,最后总结和展望了油水功能分离膜未来的发展趋势。     

层层自组装法制备超疏水/超亲油棉织物及其油水分离性能

被油污染的水资源严重影响人类健康和生态系统.为得到具有优异油水分离性能的材料,利用层层自组装法,在棉织物表面组装纳米银薄层,随后用十二烷基硫醇修饰,制备了具有超疏水/超亲油性能的棉织物.通过扫描电子显微镜、X射线衍射仪、接触角测试仪、分离效率表征超疏水/超亲油棉织物的微观形貌、表面化学组成、润湿性及油水分离性能.改性后的棉织物表面负载致密的纳米银薄层,水在该表面的接触角高达160°,而油的接触角为0°,显示出其良好的超疏水/超亲油性能;纳米银牢固地附着在棉织物的表面,使其表现出良好的抗磨损性、耐腐蚀性.油水分离测试显示,该棉织物对不同类型油品和水混合物的分离效率达88％以上,且具有较好的循环利用性.此外,该棉织物不仅能分离水上轻油、水下沉油,还能分离轻油-水-沉油三相所形成的混合物.     

耐酸碱、耐高温的疏水亲油型油水分离材料的制备及表征

将芳纶纸在质量分数为20%的N,N-二甲基乙酰胺溶液中浸泡15min后取出,然后采用喷枪在处理好的芳纶纸表面喷涂聚四氟乙烯(PTFE)纳米颗粒,构造粘附力强的纳米级粗糙表面,制备出疏水亲油型油水分离材料。结果显示,该涂层材料在高温280℃高温下处理0.5h,其接触角仍在125°以上;在强酸强碱环境下,该芳纶纸仍能保持135°左右的水接触角。通过油水分离实验表明,该材料可有效分离轻油、重油(相对于水),分离效率高达99%以上,具有极其广阔的应用前景。     

疏水聚氨酯海绵吸油材料研究进展

采用吸油材料处理油水混合物是油水分离领域一种重要的方法,综述了疏水聚氨酯海绵作为吸油材料的最新研究成果。首先概括了聚氨酯海绵吸油过程和机理,以及聚氨酯海绵疏水改性的两种思路。然后全面介绍了通过简单浸涂、层层自组装、枝接改性、溶胶-凝胶、化学刻蚀等表面改性方法制备的疏水聚氨酯海绵,以及通过优化发泡底物和共混改性试剂直接合成的疏水聚氨酯海绵。最后总结了研究中存在的问题,主要是采用疏水聚氨酯海绵对处理乳化油的研究较少,且对乳化油的吸油机理的认识还很浅。     

种子生长法构筑超疏水-超亲油滤纸及其在油水分离中的应用

近年来,原油和工业有机溶剂的泄漏严重破坏了生物赖以生存的生态环境。为了净化被油污染的水域,寻求一种快速、高效的油水分离材料迫在眉睫。利用原位还原法和种子生长法在滤纸表面自组装一层纳米银颗粒,经十二烷基硫醇接枝改性降低其表面能,成功制备具有耐化学腐蚀、热稳定性好、油水分离特性优异的超疏水-超亲油滤纸。采用扫描电子显微镜、X射线衍射仪、接触角测试仪对超疏水-超亲油滤纸进行表征,结果表明水滴在其表面的最大接触角为155°,滚动角小于5°,而油滴能瞬间透过滤纸,对各种油水混合液具有较高的分离能力,油水分离效率高达88%,分离后对收集的油进行红外光谱分析,并没有检测到明显的水峰。超疏水-超亲油滤纸制备过程简易、纳米银和滤纸之间的粘附力强,在油水分离中有较好的应用前景。     

等离子喷涂制备超疏水表面研究进展EI北大核心

超疏水表面在自清洁、油水分离、水下减阻等方面具有巨大的应用价值。传统制备超疏水表面的方法往往工艺复杂、操作难度大、效率低下。等离子喷涂是一种常见的表面改性技术,利用等离子喷涂制备超疏水表面具有制备工艺简单、制备效率高的特点。本文综述了近年来利用等离子喷涂法制备超疏水表面的研究进展。首先介绍了超疏水表面和等离子喷涂技术的基本原理;然后,总结了大气等离子喷涂和液相等离子喷涂两种方法制备超疏水表面的工艺演变过程,阐述了两种方法的制备特点;最后,指出等离子喷涂法制备超疏水表面具有操作简单、成本低、制备性能优异等优点,但也面临着工艺参数探索复杂、性能与制备效率之间难以平衡等挑战。本文期望能在航空航天、海洋科学、军事装备涉及的关键零部件表面改性方面提供一定的参考价值。     

等离子体预处理制备抗菌-特殊润湿性除油型棉织物

为实现特殊润湿性材料的规模化生产,构筑长效、耐久、稳定的特殊浸润性油水分离产品,以棉织物网膜为基材,对其进行了等离子体预处理与超疏水性界面构建的研究。即将聚氨酯胶黏剂(PU)与合成的Ag@SiO2球形颗粒分别配制成涂剂A与涂剂B,采用简单的交替高压喷涂技术与疏水改性处理,在棉织物表面构建了强健的微纳二级粗糙结构,继而获得超疏水性生物质网膜材料。系统地研究了等离子体预处理基材距离、电压、喷涂次数等对基材表面粗糙度的作用规律,并对合成产品在抗菌防护与油水分离领域进行了应用探索。结果,该产品是一种优异的特殊润湿性除油型生物质基网膜材料,能够有效地实现油水分离应用,并防止病菌附着。     

等离子喷涂制备超疏水表面研究进展

超疏水表面在自清洁、油水分离、水下减阻等方面具有巨大的应用价值。传统制备超疏水表面的方法往往工艺复杂、操作难度大、效率低下。等离子喷涂是一种常见的表面改性技术，利用等离子喷涂制备超疏水表面具有制备工艺简单、制备效率高的特点。本文综述了近年来利用等离子喷涂法制备超疏水表面的研究进展。首先介绍了超疏水表面和等离子喷涂技术的基本原理；然后，总结了大气等离子喷涂和液相等离子喷涂两种方法制备超疏水表面的工艺演变过程，阐述了两种方法的制备特点；最后，指出等离子喷涂法制备超疏水表面具有操作简单、成本低、制备性能优异等优点，但也面临着工艺参数探索复杂、性能与制备效率之间难以平衡等挑战。本文期望能在航空航天、海洋科学、军事装备涉及的关键零部件表面改性方面提供一定的参考价值。     

具有可逆润湿性Bi2O3涂层在抗菌和油水分离中的应用

具有特殊润湿性材料的应用是近年来研究的热点.疏水改性的Bi2O3涂层在紫外-可见光光照和暗室存储的条件下可以实现超疏水-超亲水的可逆转换,本工作研究了在不同润湿性条件下Bi2O3涂层在抗菌和油水分离中的应用.结果表明,超疏水表面对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌具有良好的抗细菌黏附作用,而超亲水表面则表现出选择性的抗菌活性.在油水分离方面,超疏水表面可以阻隔水,使油通过滤网,分离效率达93％以上,而超亲水表面在预润湿处理后可以阻隔油,使水通过滤网.因而具有可逆润湿性Bi2O3涂层可作为一种智能的抗菌油水分离膜材料,在油水分离领域具有潜在的应用前景.     

丝瓜络纤维的功能改性及其吸油性能研究

以天然丝瓜络为原料，经过高温碳化和棕榈蜡改性，得到改性丝瓜络，利用扫描电子显微镜、傅里叶变换红外光谱仪对改性丝瓜络的结构和形貌进行表征，通过吸油/吸水倍率评价了改性丝瓜络的疏水亲油性能。结果表明：在碳化温度为800℃、碳化时间为1h、棕榈蜡乳液质量浓度为2.5g/L、浸渍时间为10s时制备的改性丝瓜络纤维呈长圆筒形、由多层丝状纤维交织形成网状结构，且具有良好的疏水性和油吸附稳定性。改性丝瓜络作为一种环境友好且性能优良的吸油材料，有望在废水处理和油水分离等领域得到广泛应用。     

聚丙烯超疏水纤维膜的制备及其在油水分离中的应用

利用磁控溅射法在聚丙烯(PP)纤维膜上溅射SiO2纳米粒子,制备超疏水超亲油纤维膜,用于油水分离领域中。在PP纤维膜上溅射SiO2纳米粒子增加表面粗糙度,降低表面能达到超疏水的效果。通过调节溅射功率,改变疏水效果,当溅射功率为100W时,纤维膜的疏水性能最好,对水的接触角高达162.8±2.1°,对油的接触角为0°。更重要的是,PP-SiO2纤维膜在油水分离过程中仅仅依靠重力驱动,能够使油和水快速分离并且重复使用10次之后依然保持超疏水性,分离效率保持在90%左右,这将在工业油污和海洋溢油处理中,提供了新的材料。     

亲油疏水型沙柳纤维状活性炭的制备及性能研究

以沙柳纤维为原料，通过磷酸氢二铵活化制备沙柳纤维状活性炭(沙柳ACF),按特定比例与聚二甲基硅氧烷(PDMS)混合制备亲油疏水型沙柳纤维状活性炭(ACF_PDMS)材料，利用单因素实验对制备工艺进行优化，研究了PDMS溶液质量分数、浸渍比、浸渍时间对ACF_PDMS接触角、油水分离率的影响。通过扫描电子显微镜、傅里叶变换红外光谱仪、X射线衍射仪、界面张力测定仪分别测定了ACF_PDMS的表面形貌、官能团、晶体结构及接触角并分析其疏水性能。结果表明：在PDMS溶液质量分数为45%、浸渍比为1∶2.5、浸渍时间为12h条件下ACF_PDMS疏水效果最好，接触角可达152.4°;在PDMS溶液质量分数为45%,浸渍比为1∶2,浸渍时间为12h时，ACF_PDMS的油水分离率达89.4%,分离效果明显。     

透明超疏水玻璃表面的制备及性能研究

目的研究透明超疏水玻璃的制备及性能。方法以纳米二氧化硅和无水乙醇为原料制成半透明乳液,然后将乳液喷涂在玻璃表面,再通过接触角测试、透光率测试仪等手段对玻璃表面的性能进行研究。结果在玻璃基材表面构建了与水滴接触角高达158°±2°,滚动角低至1°的透明超疏水表面。当喷涂液中纳米二氧化硅的质量分数为1.5%时,获得的超疏水玻璃表面具有优异的防水性、抗污易清洁性和透明性。结论在玻璃基底上制备透明超疏水表面可以大大提高玻璃表面的防水、防污性,并使玻璃表面更易于清洁,有利于减少玻璃包装材料清洗时的用水量和洗涤剂用量,从而增强玻璃包装材料的生态环保效应。     

基于超润湿材料的乳液油水分离研究进展EI北大核心CSCD

在表面活性剂的作用下,油水混合物易转变为乳液,从而形成稳定的油水混合系统,给分离带来了困难。结合固体表面微观几何结构和化学组成,制备的超润湿材料为乳液油水分离提供了一个良好的平台。文中首先介绍了超润湿性的基本理论,然后综述了基于超润湿材料的乳液分离研究进展,包括分离油包水乳液的超疏水超亲油材料、处理水包油乳液的超亲水及水下超疏油材料和同时分离两种类型乳液的智能超润湿材料。最后,对该领域存在的一些问题以及未来的发展方向分别进行了总结和展望。     

喷涂法一步制备绿色超疏水白卡纸

目的 为改变纸张表面与水之间的相互作用,提高纸包装材料的抗水性,扩大纸包装的应用范围.方法 采用 γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)和聚二甲基硅氧烷(PDMS)对纳米二氧化硅进行疏水改性,然后将改性后的纳米二氧化硅喷涂在白卡纸表面.采用扫描电镜和X射线能谱对喷涂处理后白卡纸的表面形貌和元素组成进行分析,并对其性能进行考察.结果 喷涂后的白卡纸表面具有微纳粗糙结构,表面接触角为156.3°,滚动角为3.5°,具备了超疏水性能.制备的超疏水白卡纸具有优良的自清洁、防污、耐酸碱、耐高低温和牢固度等性能.结论 制备的超疏水白卡纸可用于多种包装场景,大大扩展了白卡纸的应用范围,并且制备过程操作简单,易于实现工业化.     

基于超润湿材料的乳液油水分离研究进展

在表面活性剂的作用下,油水混合物易转变为乳液,从而形成稳定的油水混合系统,给分离带来了困难。结合固体表面微观几何结构和化学组成,制备的超润湿材料为乳液油水分离提供了一个良好的平台。文中首先介绍了超润湿性的基本理论,然后综述了基于超润湿材料的乳液分离研究进展,包括分离油包水乳液的超疏水超亲油材料、处理水包油乳液的超亲水及水下超疏油材料和同时分离两种类型乳液的智能超润湿材料。最后,对该领域存在的一些问题以及未来的发展方向分别进行了总结和展望。     

超疏水材料制备及其在油水分离中的应用研究进展

仿生界面油水分离材料的研究主要集中在超疏水超亲油材料,其具有高吸油能力和油品回收方便快捷等特性。本文评述了近几年超疏水材料制备及其在油水分离中应用的研究进展。     

超疏水海绵和氧化硅的制备及复合油水分离性能研究

以正硅酸乙酯和十六烷三甲氧基硅烷的水解和缩聚反应为基础,通过一步法可制备两种不同形态的超疏水材料,即超疏水海绵和超疏水氧化硅粉末。分别利用扫描电镜(SEM)和傅里叶变化红外光谱(FT-IR)表征两种超疏水材料的表面形貌和表面官能团,分析了材料具有超疏水特性的原理,利用接触角(CA)表征了两种材料的特殊浸润性能,说明制备的两种形态材料均具有良好的超疏水-超亲油特性。且通过控制反应溶液中催化剂的浓度可调控超疏水氧化硅粉末的粒径从纳米级到微米级进行变化。同时采用两种不同形态超疏水材料进行油水分离应用,可满足在不同环境下的多样化需求,达到油水分离的最佳效果。