特殊润湿性表面的油水分离研究进展

以油水分离的材料表面润湿性为主线,介绍了特殊润湿性表面的制备机理,分析了超疏水超亲油、超亲水超亲油、超亲水超疏油、可转换润湿性的智能表面的优缺点,提出了特殊润湿性材料在油水分离方面的改进方向。未来特殊润湿性材料表面必定向环保、低廉、多功能的方向发展。     

宁波材料所制备出高效油水分离用纤维素海绵

<正>近年来,超疏油-超亲水材料由于其特殊的润湿性在油水分离方面备受青睐。由于"油"的表面张力远小于水,故超疏油-超亲水表面较难制备而且超疏油表面大多超疏水,这就限制了其在油水分离方面的应用。此外,表面活性剂稳定的乳化油油滴粒径小(10μm)、稳定性高,需要复杂的破乳过程才能实现油水分离。所以,亟需一种简单、高效、环境友好的油水分离材料来实现含油污水的净化处理。中国科学院宁波材料技术与工程研究所科研人员曾志翔、王刚、贺怡等通过纤维素的溶解再生及成孔剂     

特殊润湿性吸附材料的油水分离研究进展

综述了超润湿性吸附材料在油水分离中的应用,分析了超疏水超亲油材料、超亲水水下超疏油材料或超亲水超疏油材料及转换润湿性的智能吸附材料的优缺点。经过对油水分离的操作方式、分离效率等方面的多方对比,提出了特殊润湿性吸附材料在油水分离方面存在的不足、改进方向和展望。     

一种高机械耐久性油水分离网的制备及性能

为提高超疏油/超亲水涂层的机械耐久性，首次提出以碳纳米管、正硅酸乙酯和丙烯酸树脂为原料，加入全氟辛酸和壳聚糖季铵盐进行改性，喷涂制备出一种具有高机械耐久性的油水分离网。利用接触角测试、砂纸磨损实验和油水分离实验，评价分离网的润湿性、机械耐久性和油水分离能力，并通过光学显微镜和扫描电子显微镜对涂层磨损前后的形貌变化进行分析。结果表明，当碳纳米管掺杂量为1.5%时，制备的涂层油接触角为155.5°,水接触角为0°,具有良好的超润湿性；经过160次砂纸磨损实验，仍保持超疏油/超亲水状态，表现出优异的机械耐久性；在油和水(碱性、酸性、中性、冷、热)的混合溶液中均有96%以上的分离效率和1.6×10⁴ L/(m²·h)以上的渗透通量，经过20次分离后分离效率为96.33%,具有良好的油水分离能力。     

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...     

疏水亲油分离膜的润湿性研究进展

疏水亲油分离膜通过透过油相、截留水相而实现油水分离过程,它具有绿色、高效、易于工业放大等特点,在环境保护、水处理、有机液体分离与回收等领域具有广阔的应用前景,已成为膜科学与技术领域的研发热点。本文回顾了润湿方程的发展历史,介绍了表面润湿性和孔径的协同作用对膜分离过程的影响,讨论了疏水亲油分离膜的设计策略,包括在低表面能材料的表面构建粗糙或微纳米结构和使用低表面能材料对粗糙表面进行疏水改性。最后,对疏水亲油分离膜的发展趋势进行了展望,今后需进一步完善表面浸润理论,开发易于工业生产的制膜方法,探究疏水亲油分离膜对复杂油水混合物（如高黏度、多组分）的分离效果。     

SFFS-1稳油控水自缔合压裂液体系研究

制备了一种阳离子聚合物CPA,通过分子间静电吸引作用使CPA分子链自缔合形成超分子结构^([1])得到自缔合压裂液体系SFFS-1,采用IR、SEM表征合成产物特征,研究SFFS-1的粘度、流变性能、残渣含量等参数,其抗温性和稳定性均满足压裂液工作基本要求。考察SFFS-1破胶后产生的小阳离子聚合物吸附能力,测定对颗粒表面润湿性、油水渗透率影响。实验表明SFFS-1能大量吸附于水油薄片表面,油样薄片表面接触角增大,由亲油型反转为亲水型;水样薄片表面接触角减小,由弱亲水转变为强亲水,同时明显改变油水相对渗透率,增大水相的流动阻力,并减小油相的流动阻力,具有良好的稳油控水的作用。     

漆酚与Fe3O4协同超疏水改性三聚氰胺海绵用于高效油水分离

含油污水对生态环境造成了极大破坏,油水分离已成为亟待解决的环保难题。为了解决油水分离问题,通过简单浸涂法将纳米Fe₃O₄和漆酚协同修饰于两亲性三聚氰胺海绵(MS)表面,改性所得漆酚-Fe₃O₄-漆酚三聚氰胺海绵(UFeU-MS)材料实现了海绵基底从超亲水-超亲油到超疏水-超亲油的转换。由于漆酚含有邻苯二酚基团与15～17碳长烷基链,一方面使用一定浓度漆酚将Fe₃O₄与海绵进行黏附;另一方面借助长烷基链降低海绵表面能。通过对UFeU-MS进行表征分析验证,其表面水接触角高达160.9°±1.8°,满足超疏水-超亲油的要求;吸收有机溶剂和油类物质的质量大于其自身的21倍,10次吸附-解吸循环分离效率可以保持在97.77%;经不同pH溶液浸泡水接触角可以保持在147°以上,也适应于酸碱环境的油水分离。饱和吸附后的海绵既可经过简单的物理挤压回收溶剂,也可通过外加磁场远程回收。     

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。     

仿生界面材料用于油水分离领域的研究进展及建议

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。随着仿生界面材料的发展,该材料已被广泛的应用于用于油水分领域。本文从油水分离的极端润湿性表面的三种形式入手,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,对超疏水材料用于工业生产提出了几点建议。