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用于油水分离的超疏水-超亲油沙子的制备及其性能

2021-12-09杨福生任永忠张振宇火灿马乐

表面技术 2021年11期

杨福生,任永忠,张振宇,火灿,马乐

(兰州工业学院,兰州 730050)

频发的溢油事故和工业含油废水的任意排放,不仅造成油资源浪费和水体污染,还给社会带来了巨大的经济损失,严重危害人类和动植物赖以生存的生态环境[1-2]。因此,迫切需要可以净化被油和被化学物质污染的水资源的材料。受“荷叶”[3]、“水黾”[4]、“蝴蝶”[5]等生物自身特殊润湿性的启发,科研人员结合仿生技术设计,制备出具有微观微纳米复合阶层结构和特定化学分子组成的超润湿性材料,并将其成功应用于油水混合物的分离[6]。根据超润湿性材料对油和水表现出不同的超疏水性与超疏油性,将油水分离材料分为三类:第一类为可以使油被吸收或者自由的通过,而水被排斥的超疏水-超亲油材料[7];第二类为可以使水被吸收或者自由通过,而油被排斥的超疏油- 超亲水材料[8];第三类为能够随pH[9]、光照[10]、温度[11]等刺激而可逆改变表面润湿性的智能响应润湿性材料。鉴于以上三种材料,研究者通过化学溶胶-凝胶法、刻蚀、浸渍、自组装等方法,在滤纸[12]、金属网[13]、棉织物[14]、海绵[15]、碳纳米管[16]等表面实现超疏水性或者超疏油性,制备出各种各样的油水分离材料。但以上材料通常在腐蚀环境和高温条件下容易损坏微纳米结构,从而丧失其表面特殊润湿性,严重地影响了其在实际中的应用。因此,具有耐腐蚀及耐高温的油水分离材料已经成为当今热门的研究课题之一。

与上述基底材料相比,沙子具有储量巨大、化学稳定性极好、耐高温、机械强度高等优点,在含油废水的处理方面有着极大的应用前景。……

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