磁性超疏水材料在油水分离中的应用进展

主要从固体浸润性出发,简要介绍其基本理论,进而对在该理论指导下合成的超疏水超亲油复合材料进行了分类综述,并重点介绍了近年来磁性超疏水材料在油水分离中的应用及发展现状,最后,简要描述了这一新兴领域的挑战和未来的研究方向。     

超疏水材料在油水分离中的研究进展

石油工业产生的采出水对环境是一个重大的问题,也是对水资源的一种浪费.油田采出水中存在大量的油,为了保护环境和节约水资源,我们可以对其进行回收再利用.受到大自然的启发,仿生超疏水材料应用到了油水分离领域.在这篇综述中,主要关注在油水分离应用中超疏水材料的研究进展.基本上都是通过对表面化学成分和表面形貌之间的协同作用实现基...     

超疏水材料在油水分离领域的研究应用

超疏水材料具有自清洁、非湿润等特性,在油水分离、防污染、抗腐蚀和生物医药材料等许多领域中用途广泛。近几年来,世界范围的油污染日益严重,超疏水材料作为一种有效的油水分离材料是目前功能材料研究的热点之一。简要论述了超疏水的基本理论,综述了超疏水材料在油水分离方面的研究应用,并指出存在的问题及今后的发展趋势。     

超疏水亲油材料研究进展及其在油水分离中的应用

综述了超疏水亲油材料构建原理,疏水亲油材料的研究进展及其在油水分离中的应用。首先介绍了研究的理论基础:低表面能和表面粗糙度的构建及理论研究模型。然后,分别综述了以一维、二维、三维材料为基体的超疏水亲油颗粒、织物、滤纸、丝网、海绵等材料的研究进展。最后指出了目前在该领域研究中存在的问题和对未来发展展望。     

超疏水三维多孔材料在乳化液油水分离中的应用研究进展

超疏水三维多孔材料基于润湿性和毛细作用可有效吸附回收水中浮油,近年来在乳化液的油水分离中也得到应用。本文重点从超疏水三维多孔材料的设计制备、对乳化液的油水分离效果、油滴在材料中的分离机制3个方面展开分析与评价。文中指出：材料设计制备方面,以海绵为主的多孔材料主要通过修饰低表面能物质和构建粗糙结构获得超亲油疏水性,疏水改性后的材料具备较高的油吸附容量（31～131g/g）。乳化液油水分离评价方面,超疏水三维多孔材料处理的对象多为O/W模型乳化液,油浓度低、表面活性剂浓度低、液滴粒径为微米级,少见对实际乳化液的处理;应用方式包括基于吸附作用的浸泡处理和吸附协同拦截作用的过滤处理两类;分析发现影响油水分离效果的关键是材料的孔径、表面疏水性和带电性。作用机制方面,疏水多孔材料吸附乳化油的作用过程仍停留在理论推测层面,主要观点为材料通过笼状孔道结构和疏水表面高效捕集和吸附油滴,油滴聚并破乳形成油层而被分离。虽然超疏水三维多孔材料在乳化液油水分离应用研究中取得了一定进展,但仍需探究其对实际废乳化液的适用性,设计开发连续分离设备以实现工程应用;结合原位观测、数值模拟、力学解析等方法解析油滴在多孔材料...     

超疏水-超亲油材料在油水分离中的研究进展

综述了超疏水-超亲油油水分离材料的研究进展及其在油水分离中的应用。首先介绍了油水分离材料的特殊润湿性的基本理论和设计理念,主要包括Young方程、Wenzel模型、Cassie模型以及制备油水分离材料的两种途径。然后全面介绍了金属网膜类、纺织品类、合成膜类等二维结构的油水分离材料,以及海绵、泡沫、气凝胶等三维网络状类油水分离材料和智能型油水分离材料。最后总结了目前在油水分离这一领域存在的一些问题,主要是油水分离的基本机制和理论研究不够完善,并指出开发和研究能够分离特殊油品的材料以及智能响应性可控的油水分离材料仍然是一大挑战。     

超疏水高强度石墨烯油水分离材料的制备及应用

使用较为环保的手段对表面进行修饰,使用氧化石墨烯(GO)对三聚氰胺海绵(MS)进行进一步的表面改性,对超疏水的还原氧化石墨烯/三聚氰胺海绵(RGO-MS)进行制备。使用一些列手段对制备的RGO-MS的结构、形态、组分进行了研究。结果表明,海绵骨架与还原氧化石墨烯表面有十分密切的关系;超疏水的还原氧化石墨烯/三聚氰胺海绵对高密度与低密度的原油都有较好的吸附能力,而且在多次吸附工作后仍然具有百分之九十以上的吸附能力,对油水混合物的分离效率较高。     

超疏水材料的制备方法及油水分离应用研究进展

综述了超疏水材料的制备方法：静电纺丝技术、溶胶-凝胶法、沉积法、刻蚀法和涂覆法等,并对这些方法进行了分析和评估;同时,结合近年来国内外研究现状,阐述了超疏水材料作为油水分离材料的最新研究进展;此外,归纳了超疏水材料制备和应用中目前存在的问题,并总结了几点建议,同时,梳理了超疏水材料的制备及在油水分离应用中的发展趋势,并对其应用前景进行了展望。     

超疏水材料在油水分离领域应用研究现状及存在的问题

近年来海洋原油污染问题引起严重的环境污染和生态破坏,迫切需要一种高效、低廉、环境友好的方法来进行油水分离。超疏水超亲油材料由于其独特的界面性质,可进行高效的油水分离。本文从二维超疏水材料和三维超疏水材料入手,分别介绍了国内外超疏水材料用于油水分离领域发展现状,提出超疏水材料用于工业生产存在的问题。     

磁性颗粒在油水分离中的应用

叙述了磁性颗粒材料在油水分离领域的研究应用进展,包括磁性颗粒的性质及制备方法,磁性颗粒直接作为吸附剂,及磁性颗粒与其它吸附材料结合作为复合吸附剂等方面。总体而言,磁性颗粒油水分离技术展现出分离效率高、成本低、运行操作简单,且吸附剂可重复利用等优点,具有广阔的应用前景。进一步提升磁性材料的分离性能,增加单位吸附容量,保持材料在多种场合中的处理能力,开发出具有实用价值的功能化材料是未来磁性油水分离材料领域的主要发展方向。     

超疏水铜网的制备及其油水分离应用

通过简单方法制备稳定可进行油水分离的超疏水铜网。将β-巯基乙醇与三氟乙酸酐通过条件温和的酯化反应合成三氟乙酸巯基乙酯,通过一步浸泡法将其修饰到铜网表面,成功制备出超疏水超亲油铜网。按照参数重要性,分别探究了溶液配比、酯化反应温度、修饰时间等对铜网超疏水性能的影响。通过SEM、静态接触角测量仪对制备的超疏水铜网表面形貌、接触角进行表征,最终得出溶液配比为3:1(三氟乙酸酐:β-巯基乙醇),反应温度40℃,修饰时间10 h的最佳条件。制得铜网具有微纳米复合结构,与水接触角达到152.8°;基于制备的超疏水铜网,组装了油水分离装置,对铜网的油水分离效果进行了测试。结果表明,油水分离效率达到98.5%。     

超疏水硅烷化海绵的制备及其在油水分离中的应用

以四甲基四乙烯基环四硅氧烷与季戊四醇四-3-巯基丙酸酯作为光聚合体系反应物,通过简单浸涂和光固化巯基-烯点击反应制备了超疏水硅烷化海绵,并通过红外光谱、能谱和X射线光电子能谱等表征海绵表面光固化硅涂层结构。结果表明,所制备的硅烷化海绵具有良好的疏水性,表面静态水接触角可达(151.4±3.2)°;硅烷改性的海绵具有优异的吸附能力,吸附量可达自身质量的42.6~128.4倍。     

耐腐蚀超疏水超亲油不锈钢网的制备及其在油水分离过程中的应用

以不锈钢网为基底,通过化学刻蚀法制备微米级粗糙表面,通过一步浸泡法将st9ber法制得的疏水亲油纳米Si O2颗粒沉积到粗糙的不锈钢网表面,制备了具有微纳二级粗糙结构的超疏水超亲油不锈钢网。利用扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)和接触角测量仪(CA)表征了超疏水超亲油不锈钢网的表面形貌、化学组成和润湿性能,并将其用于油水分离过程中。结果表明,疏水亲油纳米Si O2颗粒成功的沉积到不锈钢网表面;水滴在超疏水超亲油不锈钢网上的接触角最大为151°,煤油的接触角为0°;制备的超疏水超亲油不锈钢网不仅能高效的分离不同种类油和水的混合物,还能高效的分离油和腐蚀性液体(强酸或强碱水溶液)的混合物,其耐腐蚀特性可满足复杂环境下的油水分离要求。     

三维超浸润多孔材料在油水分离中的研究进展

受自然界超浸润现象的启发,三维超浸润多孔材料因其具有独特的油水分离优势受到科研工作者的广泛关注。本文首先分析了三维超浸润多孔油水分离材料的表面浸润性基础模型,包括Young模型、Wenzel模型和Cassie-Baxter模型;随后指出设计三维超浸润多孔材料的关键是调控材料的表面能和纳微结构,总结了三维超浸润多孔材料存在的独特优势,包括空隙率高、密度小、质地轻、比表面积大等特性;揭示了常见的三维超浸润多孔材料的油水分离原理,包括表面介质或基团对油滴/水滴的吸附效应以及不同亲疏性的选择效应。基于此,概括了不同种类三维超浸润多孔材料在油水分离领域中的研究进展,包括三维超浸润多孔海绵、三维超浸润多孔泡沫、三维超浸润多孔气凝胶,并针对不同类型三维超浸润多孔材料在油水分离过程中存在的独特优势和缺陷进行了总结,指出三维超浸润多孔材料在实际应用中存在的问题和挑战,并对研究出机械性能稳定、回弹性好、具备持久分离效果的三维超浸润多孔材料进行了展望。     

超疏水铜网的低成本制备及油水分离应用研究

以铜网为基底,采用氧化法构筑微纳米粗糙结构表面,并用廉价无氟低表面能物质硬脂酸进行修饰,制备了具有超疏水特性的铜网。考察了制备条件对铜网疏水性能的影响,并利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线粉末衍射仪(XRD)、接触角测试仪等对所得超疏水铜网表面的形貌、化学组成及浸润性等进行表征,同时探讨超疏水铜网在油水分离中的应用效果。结果表明,所制备的铜网表面具有超疏水特性,接触角为155°,成功应用于油水混合液的分离,油水分离效率达到了95.17%。     

粉煤灰超疏水不锈钢网的制备及油水分离

采用树脂粘接法,将硬脂酸修饰后的粉煤灰用环氧树脂粘接在不锈钢网骨架表面,制备了超疏水不锈钢网,并对其进行了TEM、SEM、FTIR和接触角等表征。结果显示,在高倍显微镜下改性后的超疏水不锈钢网表面呈一定粗糙度的微纳米分级结构,静态水接触角高达153°。此外,该超疏水不锈钢网具有良好的机械稳定性和超疏水耐久性,其表面经机械磨损100次后水静态接触角仍高达141°。该材料用于多种油/有机溶剂与水混合液的分离中,分离效率均高于94%。     

粉煤灰超疏水不锈钢网的制备及油水分离

采用树脂粘接法,将硬脂酸修饰后的粉煤灰用环氧树脂粘接在不锈钢网骨架表面,制备了超疏水不锈钢网,并对其进行了TEM、SEM、FTIR和接触角等表征。结果显示：在高倍显微镜下改性后的超疏水不锈钢网表面呈一定粗糙度的微纳米分级结构,静态水接触角高达153°。此外,该超疏水不锈钢网具有良好的机械稳定性和超疏水耐久性,其表面经机械磨损试验100次后水静态接触角仍高达141°。该材料用于多种油/有机溶剂与水的混合液的分离中,分离效率均高于94%。     

基于不锈钢网超疏水涂层的制备及其油水分离应用研究

通过凝胶-溶胶法制备纳米二氧化硅粒子,并使用二甲基二乙氧基硅烷进行疏水改性。采用直接浸泡法在100目不锈钢网表面成功构造出了纳米级粗糙结构。并研究了浸泡次数和老化时间对样品表面润湿性的影响,同时用自制的油水分离装置进行油水分离实验。结果表明:样品对水的接触角达155°,油水分离效率达92%。