磁性超疏水聚氨酯海绵的制备及其性能研究

随着世界工业化进程的不断推进,各个产业含油污水排放量日益增加,严重破坏生态系统。近年来,由于超疏水材料特殊的表面效应,将其应用于油水混合物的分离领域已成为研究的热点。采用浸渍法对聚氨酯海绵表面进行疏水改性,通过对四种主要因素考察,优选出最佳制备工艺:将0.1 g纳米Fe_3O_4超声分散于海绵表面,再用4%(wt)的硬脂酸溶液对其进行表面改性18 h,经90℃热处理6 h后即可得到磁性超疏水海绵。该材料水接触角高达158°,且可通过磁铁进行回收和驱动,在油水混合物的连续分离中表现出优异的性能,对开发新型油水分离材料具有重要的研究意义和实用价值。     

纳米四氧化三铁的制备及表面修饰研究

采用化学共沉淀法制备了纳米四氧化三铁,并利用IR和XRD对其进行了表征。利用γ-氨基丙基三乙氧基硅烷（KH-550）对四氧化三铁表面进行预处理,考察了水解时间、pH等因素对KH-550水解电导率的影响,讨论了Fe_3O_4与KH-550配比、反应温度和反应时间等因素对Fe_3O_4表面羟基数的影响。以丙烯酰胺为功能单体,过硫酸铵为引发剂,对偶联后的四氧化三铁进行接枝共聚,制备了Fe_3O_4/KH-550/PAM磁性高分子复合物,并用IR对磁性高分子复合物的结构进行了表征。     

道路排水板用超疏水性聚氯乙烯复合材料的制备及性能研究

采用乙烯基三乙氧基硅烷（VTES）对纳米氧化锌颗粒进行有机改性,以聚氯乙烯为基体,通过热塑法制备复合材料,研究了不同VTES改性纳米氧化锌添加量对复合材料疏水性能、力学性能及稳定性的影响。结果表明：经过硅烷偶联剂VTES改性纳米氧化锌颗粒制备的聚氯乙烯复合材料,表现出优秀的超疏水性能和机械破坏稳定性。在VTES改性纳米氧化锌添加量为3%时,聚氯乙烯超疏水复合材料的性能达到最佳,复合材料的接触角为156°,蠕变柔量最低,应力松弛模量最高,经历1 kPa磨损、弯折等机械破坏后,接触角仍然超过150°,表现出优秀的稳定性。因此,通过3%VTES改性纳米氧化锌颗粒制备的聚氯乙烯超疏水复合材料能够用于道路排水板。     

超疏水性二氧化硅/聚二乙烯基苯的制备及其在水处理中的应用

以乙烯基三乙氧基硅烷、二乙烯基苯为原料,采用两步法得到超疏水性二氧化硅/聚二乙烯基苯纳米复合材料。首先在碱性条件下,采用乙烯基三乙氧基硅烷水解,得到乙烯基功能化二氧化硅纳米粒子,然后,以二乙烯基苯为单体,偶氮二异丁腈为引发剂,采用原位聚合法得到超疏水性二氧化硅/聚二乙烯基苯纳米复合材料。采用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、光学接触角测试仪(CAT)、比表面积测试仪(BET)、热重分析仪(TGA)对复合材料的结构和性能进行表征。该功能化的二氧化硅/聚二乙烯基苯纳米复合材料具有超疏水性能、较高的比表面积和热稳定性。并且,该复合材料作为吸附剂可分离二甲苯的油水乳液,吸附率可达到99.8%,并且,20次吸附-解吸后,复合材料的性能没有发生变化,仍具有较好的可再生和循环利用性能。     

磁性铝盐吸附剂制备及提锂性能研究

以聚合氯化铝、氢氧化锂、四氧化三铁等原料制备得到一种新型磁性铝盐吸附剂,并将其应用于水溶液中提取分离锂离子。通过场发射扫描电子显微镜和X射线衍射方法对吸附材料的结构进行表征。通过优化吸附过程的工艺参数,系统考察了溶液酸度、时间、温度等因素对吸附性能的影响。结果表明,体系最佳吸附工艺条件为：pH值为3,震荡时间为360 min,铝铁质量比为4∶1,温度为20℃。在此条件下进行吸附实验,锂的吸附容量可达11.94 mg/g。以pH值为3的水溶液作为脱附剂,锂的单级脱附率达到87.82%。此研究为吸附法提取分离溶液中锂离子奠定了一定基础和参考依据。     

含氧化铁超疏水棉织物的制备及性能

以丙烯酸丁酯与乙烯基硅树脂乳液共聚合成疏水乳液;用沉淀法制备α-Fe2O3纳米粒子,并用硅烷偶联剂对其进行表面改性。用疏水乳液和α-Fe2O3分散液对棉织物进行浸涂,制备超疏水棉织物。采用XRD、FTIR和SEM对α-Fe2O3和超疏水棉织物的结构、形貌进行表征。考察乳液和α-Fe2O3分散液浸涂次数对棉织物疏水性能的影响,研究紫外光照射对超疏水棉织物润湿性能的影响,测定超疏水棉织物的油水分离性能。结果表明,用疏水乳液和α-Fe2O3分散液分别浸涂2次即可使棉织物具有良好的超疏水性,接触角可达158.6?。经紫外光照射后,织物正面转变成为超亲水;而反面仍为超疏水状态,棉织物显示出单向导湿性能。超疏水棉织物对油水混合物中油、水的分离效率分别为96.1% 和99.0%。     

二甲基硅油增强聚甲基丙烯酸甲酯超疏水复合纤维膜制备及其性能研究

添加油相本身在纺丝液中,通过静电纺丝技术,一步法得到超疏水二甲基硅油/聚甲基丙烯酸甲酯（S/PMMA）复合纤维膜。系统研究了不同纺丝液浓度下添加二甲基硅油、同样浓度不同二甲基硅油含量对纤维形貌和纤维膜润湿性的影响。结果表明,随着油相含量的增多,呈现出串珠纤维,且珠的体积呈变大趋势;当S/PMMA质量比为8∶6时,纤维膜表现出超疏水特性（水接触角150.6°）,这是由于增大的珠子捕获了更多的空气,减少了界面处水相与纤维膜间的接触面积。     

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。     

氧化锌/聚苯乙烯超疏水复合涂层的制备及其性能

通过十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷对ZnO粒子进行改性,使ZnO表面由亲水性变为疏水性,然后将改性ZnO粒子与低表面能的热塑性树脂聚苯乙烯杂合,于160°C下烘烤25min,在钢片上制得改性ZnO/聚苯乙烯复合超疏水涂层。采用红外光谱、扫描电镜和接触角分析仪对涂层表面结构和疏水性进行了研究。结果表明,改性后的ZnO粒子表面引入了疏水性的─CH3和─CF2─,形成微/纳米双重粗糙结构。当改性ZnO和聚苯乙烯的质量比为7∶3时,所得复合涂层表面与水的静态接触角为156°,滚动角8°,与钢片的附着力为2级,硬度B～H,冲击强度大于50kgcm,吸水率为7.3%,具有良好的应用前景。     

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。     

室温下ZnO超疏水表面的制备及油水分离性能

利用简便的液相法,在室温下于不锈钢网上沉积ZnO纳米片和纳米花粗糙结构,接着通过浸渍法修饰低表面能物质硬脂酸,制备了超疏水不锈钢网。对沉积后的不锈钢网表面形貌、晶体结构、润湿性能、耐磨性能、油水分离性能等进行表征与测定。结果表明,该不锈钢网表面由纳米片和纳米花组成的微纳米结构ZnO构成,具有超疏水性,水接触角161 °;油水分离效率达98%,循环使用20次后分离效率仍保持在95.5%以上;具有良好的机械耐磨性,在高盐环境中表现出化学稳定性。     

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。     

磁驱动超疏水海绵制备及油水分离性能

采用浸渍法,以纳米Fe_3O_4和硬脂酸对聚氨酯海绵进行了表面改性,制备了磁驱动超疏水海绵,并对其进行了XRD、FTIR、TG、接触角测试。结果显示:改性后的海绵水接触角高达158?,热稳定性较原始海绵明显提高,弹性性能未遭到破坏,置于高温(热水50～90℃,热空气80～120℃)、强腐蚀溶液(pH=2～13)的苛刻条件下24 h后,水接触角仍然高于148?。将改性后的海绵用于油/水混合物的分离中,表现出了优异的分离能力,且可通过磁铁进行磁驱动和磁回收。     

Pressure Response through Valve for Continuous Oil-Water Separation Based on a Flexible Superhydrophobic/Superoleophilic Thermoplastic Vulcanizate Film

Highly efficient oil-water separation shows urgent demand in industrial applications, especially in oil-spill accidents and organic solvent separation. Herein, a novel method is proposed for continuous oil-water separation by a pressure response through valve, which is loaded in a flexible convolute superhydrophobic/superoleophilic film based on low-density polyethylene (LDPE)/ethylene-propylene-diene terpolymer (EPDM) thermoplastic vulcanizate (TPV). The superhydrophobic/superoleophilic LDPE/EPDM TPV film (with contact angles of oil and water are 0° and 161.9°± 2.2°) is prepared only via a molding process where sandpaper is used as the template. The superhydrophobic/superoleophilic property of the TPV film shows robust performance in the activity endurance test. More importantly, the flexible LDPE/EPDM TPV film can be easily rolled up and loaded in through valve, which is the pressure response channel in oil-water separation. The typical separation pressure of oil and water is 3.01 and 6.17 kPa, which means the oil can be completely separated from the oil-water mixture under proper pressure in the pressure response through valve.     

热疗用Fe2O3-SiO2-Y2O3-Al2O3微晶玻璃微球的制备与性能

采用火焰漂浮法制备新型含钇铁磁微晶玻璃微球(ferromagnetic glass ceramic microspheres,FGCMs),用以放疗与热疗相结合的医疗用途.通过热分析和X射线衍射(X-ray diffraction,XRD)研究热处理温度对FGCMs性能的影响.使用偏光显微镜观察FC-CMs的形貌.用振...     

聚苯胺/镀银四氧化三铁复合材料的制备与表征

以聚苯胺（PANI）为基体,Fe3O4为磁性能给体,通过化学镀的方法在Fe3O4表面包覆一层银单质制备Ag/Fe3O4,并通过化学原位聚合的方法将PANI与Ag/Fe3O4复合,制备导电聚合物电磁双复型复合材料PANI/Ag/Fe3O4。结果表明,当Ag/Fe3O4的添加量为PANI质量的20%时,PANI/Ag/Fe3O4复合材料的电导率为0.85 S/cm,饱和磁化强度为 16.34 emu/g,复合材料的电磁性能得到很好的匹配;Ag/Fe3O4的加入阻碍了PANI的分解,PANI/Ag/Fe3O4复合材料的分解温度升高,热稳定性加强。     

绿色纤维素基水凝胶的制备及油水分离性能

为研发绿色环保的水凝胶膜用于油水分离,本研究从废弃杨木中提取纤维素,并采用协同组装策略构建了一种绿色纤维素基水凝胶（CLH）膜,用于油水分离。将氯化锂（LiCl）作为活性吸水单元引入纤维素骨架中,然后利用聚乙烯醇（PVA）将LiCl颗粒包裹在纤维素骨架上制备CLH水凝胶膜。制备过程绿色环保,操作简单。制备的CLH水凝胶膜具有层状结构,可以克服传统水凝胶不可压缩的缺陷。在重力作用下,CLH水凝胶膜可以实现油水混合物和水包油乳液的高效分离。同时,CLH水凝胶膜油水分离过程中表现出良好的稳定性、耐久性和循环稳定性。因此,本文研发的协同组装策略不仅可以有效解决因废弃木材的产生造成的纤维素资源浪费问题,还可以为油水分离提供一种新的方法。     

Superhydrophobic and photothermal sponge for effective oil/water separation and solar-assisted recovery of viscous oil

With the occurrence of offshore oil spills, the recovery of viscous oil continues to be a significant issue. The multi-functional sponge with superhydrophobic, absorption of high viscosity oil is an effective approach to settle this problem. In this work, the melamine-formaldehyde (MF) sponge was the backbone and doped with polydopamine (PDA) to mimic mussels. Subsequently, candle soot nanoparticles (CS) and polydimethylsiloxane (PDMS) were applied to modify the MF sponge into a superhydrophobic sponge (P-CS-PDA@MF) (WCA = 153.56°). The P-CS-PDA@MF sponge showed good absorption properties for many oils and organic solvents (33.87–78.90 times of its own weight). In addition, the P-CS-PDA@MF sponge also showed outstanding chemical stability, low density (0.013 g/cm³), emulsion-breaking ability and flame retardancy. More interestingly, the P-CS-PDA@MF sponge showed superior photothermal conversion capability, the temperature of it increased to approximately 91°C within 100 s under simulated sunlight from room temperature (about 25°C), and the sorption capacity of viscous oils was significantly increased. Moreover, the P-CS-PDA@MF sponge exhibited a high efficiency (over 97%) for separating viscous oils/water mixtures with the aid of sunlight. This versatile and efficient multifunctional P-CS-PDA@MF sponge via a simple and low-cost way shows promising prospect in oily wastewater treatment and water ecosystem remediation.     

磁纳米贵金属催化剂的制备及加氢性能

以有机分子聚乙烯亚胺为交联剂,四氧化三铁为载体,制备了贵金属催化剂用于催化硝基苯化合物加氢反应,采用FT - IR、XRD和TEM对催化剂进行表征.结果表明,制取的磁纳米贵金属催化剂催化对氯硝基苯加氢反应转化率高,稳定性较好,较容易回收.