超疏水棉纤维制备及其选择性吸附油性溶剂的能力

以氨水为催化剂,乙醇为溶剂,通过顺序水解正硅酸乙酯(TEOS)、γ―氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)和十二烷基三甲氧基硅烷(WD-10),“一锅”制得了疏水性较佳的二氧化硅微粉,而后采用简单的浸渍法将疏水二氧化硅负载于脱脂棉上制得疏水性棉纤维。通过激光粒度仪、傅里叶变换红外光谱仪、接触角测量仪和扫描电子显微镜对疏水二氧化硅粉体及改性棉纤维表面性质做了表征,发现负载疏水二氧化硅粉体的脱脂棉纤维由亲水性变成了表面接触角大于150°的超疏水性;选择环己烷作为油性溶剂,研究所得超疏水棉纤维对水、环己烷、环己烷/水乳液的吸附能力,实验结果表明该疏水棉纤维对环己烷及环己烷/水乳液具有较佳的选择吸附性,其对环己烷及环己烷/水乳液的初次吸附容量分别为28.33g/g和27.42g/g,经过20次重复使用,吸附容量仍然可达到19.18 g/g和18.45 g/g。经疏水改性的棉纤维对油性溶剂或含有油性溶剂的乳液具有较好的选择吸附性,而且可重复使用性较好,在含油废水处理领域具有一定的应用前景。     

超疏水棉纤维制备及其选择性吸附油性溶剂的能力

以氨水为催化剂,乙醇为溶剂,通过顺序水解正硅酸乙酯(TEOS)、γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH-550)和十二烷基三甲氧基硅烷(WD-10),"一锅"制得了疏水性较佳的SiO_2微粉,而后采用简单的浸渍法将疏水SiO_2负载于脱脂棉上制得疏水性棉纤维。通过激光粒度仪、傅里叶变换红外光谱仪、接触角测量仪和扫描电子显微镜对疏水SiO_2粉体及改性棉纤维表面性质做了表征,发现负载疏水SiO_2粉体的脱脂棉纤维由亲水性变成了表面接触角大于150°的超疏水性;选择环己烷作为油性溶剂,研究所得超疏水棉纤维对水、环己烷、环己烷/水乳液的吸附能力,实验结果表明该疏水棉纤维对环己烷及环己烷/水乳液具有较佳的选择吸附性,其对环己烷及环己烷/水乳液的初次吸附容量分别为28.33g/g和27.42g/g,经过20次重复使用,吸附容量仍然可达到19.18g/g和18.45g/g。经疏水改性的棉纤维对油性溶剂或含有油性溶剂的乳液具有较好的选择吸附性,且可重复使用性较好,在含油废水处理领域具有一定的应用前景。     

一种磁性-超疏水棉纤维的制备及性能

首先,将棉纤维浸泡在含有盐酸多巴胺(DA)和纳米Fe3O4的Tris-HCl缓冲溶液中制备得到聚多巴胺(PDA)-Fe3O4磁性棉纤维.其次,用十二烷基三乙氧基硅烷(DTES)在碱性的乙醇水溶液中对PDA-Fe3O4磁性棉纤维进一步改性,得到DTES-PDA-Fe3O4磁性-超疏水棉纤维.采用FTIR、XRD、TG、SEM、EDS、AFM、水接触角测量仪对改性前后棉纤维的化学组成、表面微观结构、疏水性能进行表征;测试了改性棉纤维分离效率、吸附性能.结果表明:DTES-PDA-Fe3O4改性棉纤维具有微/纳米尺寸粗糙结构;具有优异的超疏水性和磁性,水接触角大于160°;该棉纤维可重复使用且具有超高选择吸附性能和油水分离性能,可吸附自身质量8.96倍的氯仿,对氯仿油水混合液分离效率大于98.90％,可应用于生产生活中含油废水的处理.     

改性三聚氰胺海绵的制备及吸油性能研究

利用正辛基三氯硅烷对三聚氰胺海绵疏水改性得到吸油材料。考察不同溶剂、硅烷溶液浓度和浸渍时间对于样品性能的影响。采用傅里叶变换红外光谱、扫描电子显微镜和接触角测试对改性前后样品微观形态、结构组成及水湿润性进行表征。重点研究材料的吸油性能,结果表明,对原油、润滑油、大豆油和柴油的吸附倍率可达74⁹5 g/g,可用准一级吸附模型描述材料对于4种油品的吸附动力学过程;样品在重复使用、油水分离和动态吸油测试中表现优异。改性三聚氰胺海绵制备简单、操作方便,是一种有潜力的吸油材料。     

改性三聚氰胺海绵的制备及吸油性能研究

利用正辛基三氯硅烷对三聚氰胺海绵疏水改性得到吸油材料。考察不同溶剂、硅烷溶液浓度和浸渍时间对于样品性能的影响。采用傅里叶变换红外光谱、扫描电子显微镜和接触角测试对改性前后样品微观形态、结构组成及水湿润性进行表征。重点研究材料的吸油性能,结果表明,对原油、润滑油、大豆油和柴油的吸附倍率可达74~95 g/g,可用准一级吸附模型描述材料对于4种油品的吸附动力学过程;样品在重复使用、油水分离和动态吸油测试中表现优异。改性三聚氰胺海绵制备简单、操作方便,是一种有潜力的吸油材料。     

疏水花生壳/聚氨酯复合泡沫的制备与油水分离性能

为提高聚氨酯泡沫（PUF）的疏水性能，首先，采用十六烷基三甲氧基硅烷（HDTMS）对花生壳粉末（PSP）进行改性，得到疏水改性花生壳粉末（H-PSP）。水接触角测试结果表明，改性后H-PSP的水接触角由PSP的0°提高至145.2°。然后，采用预聚体法制备了PUF负载H-PSP复合材料[H-PSP-PUF-n,n为H-PSP占聚氨酯预聚体（PPU）质量的百分数]。对H-PSP-PUF-n的结构和性能进行了表征与测试。结果表明，H-PSP的负载提高了泡沫材料的表面粗糙度和力学性能，H-PSP的最佳负载量为PPU质量的10%（标记为H-PSP-PUF-10）。与PUF相比，H-PSP-PUF-10的静态水接触角达到142.4°，较PUF提高了50.4°。对二氯甲烷、石油醚、煤油、二甲苯、环己烷进行油水分离实验，结果表明，H-PSP-PUF-10对石油醚、煤油、二甲苯、环己烷的吸油倍率在7～9 g/g，而且具有良好的油水选择性。经15次吸附-脱附循环后，H-PSP-PUF-10对各油品的吸油倍率在6.5～8.0 g/g，具有良好的循环利用性。     

聚磷酸铵表面疏水改性研究

通过自制乳液吸附在聚磷酸铵(APP)表面,实现APP表面疏水改性。利用扫描电镜、傅立叶变换红外光谱仪以及接触角测量仪表征了改性前后APP的表观形貌、化学结构和疏水性能。对该吸附过程的影响因素进行了分析。结果表明:常温下,醇水比为2∶8、pH为7. 0为宜;改性聚磷酸铵(MAPP)的疏水性能与乳液吸附量相关,当吸附量达232. 0 mg/g,其接触角由改性前的8. 69°增至103. 11°,此后吸附量再增加,接触角无明显变化。     

氟硅烷改性Al(OH)3的制备及性能研究

为使氢氧化铝粉体在有机介质中具有良好的分散性,采用十三氟辛基三乙氧基硅烷偶联剂在正丁醇溶剂中对其进行表面化学改性处理。并通过傅立叶变换红外光谱仪、接触角测试仪、场发射扫描电镜对改性前后的粉体进行表征分析,通过沉降实验验证改性前后的粉体亲水亲油效果。结果表明：十三氟辛基三乙氧基硅烷偶联剂成功改性氢氧化铝粉体表面,使其具有疏水亲油性,并且改性后的粉体水接触角达到154°,活化指数达到90%,分散效果得到改善。     

疏水花生壳/聚氨酯复合泡沫的制备与油水分离性能

为提高聚氨酯泡沫（PUF）的疏水性能,首先采用十六烷基三甲氧基硅烷（HDTMS）对花生壳粉末（PSP）进行改性,得到疏水改性花生壳粉末（H-PSP）。水接触角测试结果表明,改性后H-PSP的水接触角由PSP的0°提高至145.2°。然后采用预聚体法制备了PUF负载H-PSP复合材料（H-PSP-PUF-n,n为H-PSP占聚氨酯预聚体PPU的质量分数）。对H-PSP-PUF-n的结构和性能进行了表征与测试。结果表明,H-PSP的负载提高了泡沫材料的表面粗糙度和力学性能,H-PSP的最佳负载量为PPU质量的10%（H-PSP-PUF-10）。与PUF相比,H-PSP-PUF-10的静态水接触角达到142.4°,较PUF提高了50.4°。对二氯甲烷、石油醚、煤油、二甲苯、环己烷五种油品进行油水分离实验,结果表明,H-PSP-PUF-10对不同油品的吸油倍率在7~9 g/g,而且具有良好的油水选择性。经15次吸附-脱附循环后,H-PSP-PUF-10对各油品的吸油倍率在6.5~8.0 g/g,具有良好的循环利用性。     

疏水/亲油丝瓜络制备及在油水分离中的应用

为拓展丝瓜络在油水分离领域的应用,实现农业废弃资源的高值化利用,对天然丝瓜络进行碱-过氧化氢预处理,包括去除蜡质和增大比表面积;配置了纳米二氧化硅和MQ硅树脂疏水分散液,采用超声波辅助浸渍法,以预处理丝瓜络为多孔吸附载体,制得疏水/亲油丝瓜络,并测定其对植物油和水吸附性能、油水混合物的分离效率和重复利用性能。结果表明：浸渍纳米二氧化硅和MQ硅树脂的分散液后,丝瓜络对水和油的接触角分别为140.3°±6°和0°,对植物油和水吸附量分别为4.86g/g和0.28g/g,表现出良好的疏水亲油性能。改性后的丝瓜络对油和水的分离效率分别为76.5%和95.5%,表现出良好的油水分离性能。由于机械挤压破坏了网络结构及部分疏水层的脱落,经过4次过滤后,丝瓜络吸油性能有所降低,影响其重复使用性能。     

热处理对粉煤灰酸渣基二氧化硅气凝胶结构和疏水性的影响

粉煤灰酸渣是粉煤灰经酸溶提铝后的副产品,主要化学成分为无定形二氧化硅,其资源化利用不仅解决了粉煤灰酸渣堆存带来的环境问题,还能获得附加值较高的二氧化硅气凝胶。以粉煤灰酸渣制备的水玻璃为原料,通过溶胶-凝胶—溶剂交换/表面改性—常压干燥工艺成功制备了低密度（0.083 g/cm³）、高比表面积（708 m²/g）、高疏水性（接触角为143°）的多孔二氧化硅气凝胶。通过热重-差热分析、红外光谱分析、接触角测试、扫描电镜分析、氮气吸附-脱附测试等手段对热处理前后二氧化硅气凝胶的结构和疏水性进行了表征。结果表明,随着热处理温度升高,二氧化硅气凝胶的比表面积增大、疏水性逐渐减弱直至消失。300 ℃热处理后,二氧化硅气凝胶仍具有较强的疏水性（接触角约为128°）,密度为0.080 g/cm³。当热处温度为400~600 ℃时,二氧化硅气凝胶仍具有中孔结构,由疏水性变为亲水性,密度从0.073 g/cm³增加到0.078 g/cm³。     

单端Z型全氟聚醚硅氧烷的制备与性能

以全氟己烷碘、双端Z型全氟聚醚烯丙基醚与三甲氧基氢硅烷为原料,制备了单端Z型全氟聚醚硅氧烷。采用FT-IR、~1H NMR表征了产物结构,考察了制备条件对涂层性能的影响。结果表明:质量分数0.1%的单端Z型全氟聚醚硅氧烷所制涂层对水、正十六烷的接触角分别为114.6°、65.5°,在1 035 g负载下经钢丝绒循环磨擦1 000次后对水接触角仍大于100°,具有良好的疏水疏油性、耐摩擦性和增透性。     

多孔结构耐磨超疏水薄膜的制备及性能

为了获得持久稳定的超疏水材料,将聚偏二氟乙烯共六氟丙烯共聚物〔P(VDF-HFP)〕和十六烷基三甲氧基硅烷(HDTMS)改性的Al2O3纳米粒子进行复合并通过溶剂/非溶剂诱导相分离法制备了一种耐磨超疏水薄膜.采用SEM、能谱分析仪和接触角测量仪分别对薄膜的表面微观结构、化学组成、水接触角和滚动角进行了表征.结果表明,制...     

多硅氧烷改性全氟聚醚涂覆剂的制备与性能

以全氟聚醚羧酸、季戊四醇三丙烯酸酯和3-氨丙基三乙氧基硅烷为功能单体,制备了季戊四醇三丙烯酸酯硅烷改性全氟聚醚(PFPE-PETA-Si)涂覆剂。采用红外光谱表征了产物结构,并考察了制备条件对涂层性能的影响。结果表明:固体质量分数为0.10%的PFPE-PETA-Si涂覆剂所制涂层对水和甘油初始接触角分别为118°和110°,在1 035 g负载下,经钢丝绒循环磨擦100次后其接触角为100°和95°,具有良好的疏水疏油性、稳定性、透光性和耐盐性。     

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。     

有机无机杂化丙烯酸乳液的制备及涂膜性质研究

为了制备一种疏水抗覆冰涂料,采用种子半连续乳液聚合法,通过添加乙烯基三乙氧基硅烷(A-151)和纳米二氧化硅粉末,分别合成了纯丙乳液、硅丙乳液和纳米二氧化硅/硅丙复合乳液,并将乳液涂覆在铝片表面,室温干燥成膜.利用红外光谱、粒度分析、扫描电镜等测试手段对3种乳液及其涂膜性能进行表征.结果表明:添加A-151可以使涂膜交联度提高到95%,吸水率降低到5%;添加纳米二氧化硅,可提高乳液涂膜的热分解温度,使乳液粒径大小分布均匀.此方法中,A-151和纳米二氧化硅改性的乳液涂膜疏水作用有限,仅使接触角增加到约30°.     

毛竹NFC/SiO_2气凝胶的制备和疏水改性

以毛竹为原料,高压均质法制备纳米纤丝化纤维素(NFC),再采用溶胶―凝胶法制备NFC/二氧化硅(SiO_2)气凝胶。采用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱(EDS)等对其进行表征,通过改变正硅酸乙酯/无水乙醇的体积比获得样品微观形貌较佳的反应工艺条件,并采用十八烷基三氯硅烷的正己烷溶液对NFC/SiO_2气凝胶进行疏水改性,用接触角测量仪测试改性NFC/SiO_2气凝胶的疏水性能。研究结果表明NFC/SiO_2气凝胶在正硅酸乙酯/无水乙醇体积比为1.25%时,二氧化硅复合效率高,且所获得的气凝胶形貌较好,二氧化硅以颗粒的形式附着在纳米纤丝化纤维素表面。改性NFC/SiO_2气凝胶接触角为132°,达到疏水状态。     

EV树脂基防水涂层的表面超疏水设计研究

本文选用常见的乙烯-醋酸乙烯酯共聚乳液（EVA）作为防水涂层的基料,对其表面进行疏水性设计,考察防水涂层的影响因素。将制备的 SiO₂颗粒进行有机改性,在 EVA表面负载改性的 SiO₂颗粒形成粗糙结构,接枝三甲氧基硅烷控制材料的润湿性能,达到对涂层表面的亲疏水性进行调控的目的。结果表明：制备的 SiO₂粒径 D97为 7 μm,红外光谱分析表明 SiO₂有机改性比较成功,SEM测试表明 SiO₂负载在 EVA表面,通过结构和化学亲疏水性设计的 EVA膜的接触角达到了 172. 9°。防水涂层在水中浸泡 72 h后,其水接触角仍维持在 170°左右,具有很好的疏水稳定性,表现出较好的应用潜力。     

纤维基改性SiO2柔性超疏水表面构建研究

采用溶胶-凝胶法以正硅酸四乙酯(TEOS)、3-氨基丙基三甲氧基硅烷(APTMS)和十六烷基三甲氧基硅烷(HDTMS)为原料,制得改性SiO2溶胶,将其应用于柠檬酸预先处理的棉织物,构建棉纤维基柔性超疏水表面.采用场发射扫描电镜(FE-SEM)观察得到改性SiO2溶胶干燥后形成有球形颗粒的致密粗糙膜,改性SiO2红外谱图(FT-IR)显示氨丙基和十六烷基在SiO2表面接枝.当HDTMS浓度为2％时,整理的棉织物静态接触角为155.3°,动态滚动角是8°,达到优异的超疏水效果,经洗涤20次后接触角仍为143.4°,具有疏水耐久性.扫描电子显微镜(SEM)观察得知整理棉纤维洗涤前后表面均具有较好的粗糙结构,整理棉纤维表面形成了牢固的改性SiO2疏水膜.     

二氧化硅改性含氟硅苯丙复合乳液的制备及其疏水性研究

通过预乳化乳液聚合工艺合成了氟硅改性苯丙乳液(FS-PSA),再与正硅酸乙酯(TEOS)和纳米SiO_2通过溶胶-凝胶法制备了二氧化硅改性含氟硅苯丙复合乳液(FS-PSA/Si O2)。透射电镜照片显示,SiO_2颗粒围绕乳胶粒表面呈规则分布,它们之间通过溶胶-凝胶反应形成的─Si─O─Si─共价键相接。红外光谱证实了─Si─O─Si─共价键的存在。测量粒径分布后发现,FS-PSA/SiO_2复合乳液的平均粒径比FS-PSA乳液大。原子力显微镜照片显示溶胶-凝胶反应形成了类似于山峰状的粗糙结构,提高了复合涂层的粗糙度。水接触角测量发现复合涂膜的疏水性提高了。考察了γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(MPS)和甲基丙烯酸十二氟庚酯(DFMA)的用量对复合涂膜水接触角的影响,结果显示,当MPS用量为3%,DFMA用量为10%时,所得涂膜的水接触角最大。