近年來,隨著工業(yè)含油廢水的排放和漏油事件的頻繁發(fā)生,油水分離成為全球面臨的挑戰(zhàn)。由于其較大的孔體積、較好的柔韌性且廉價易得,多孔材料,如海綿、織物和金屬絲網(wǎng)是油水分離的理想材料。然而,這些材料吸油的同時也吸水。為解決這一問題,許多研究人員通過化學(xué)氣相沉積、靜電紡絲法、壓膜法、相分離等方法改變材料表面結(jié)構(gòu)和成分,從而賦予多孔材料水、油相反的潤濕性能。但是,這些技術(shù)均存在一定缺陷,如制備過程復(fù)雜費力、材料基體受限,選擇性低、不能重復(fù)使用等。因此,發(fā)展通用性強、簡單的油水分離材料制備方法是目前亟待解決的問題。
中國科學(xué)院蘭州化學(xué)物理研究所先進潤滑與防護材料研究發(fā)展中心復(fù)合潤滑材料組發(fā)展了一種簡便、高效、通用性強的油水分離材料制備新方法。他們將3種典型多孔材料(銅絲網(wǎng)、織物和海綿)浸入聚氟蠟-疏水二氧化硅溶液,通過改變表面結(jié)構(gòu)和成分,賦予這些材料超疏水特性。將它們用于油水分離,發(fā)現(xiàn)水滴可輕易從材料表面滾落,然而功能液體,如十六烷,可完全潤濕材料表面。超疏水銅絲網(wǎng)和織物可當(dāng)作分離膜有效分離油水混合物;超疏水海綿可作為油吸附劑支架選擇性地從油水混合物中吸油。而且,這些功能材料重復(fù)使用10次后還可保持較高的分離效率。
與其它方法相比,該方法簡單、通用性強,可根據(jù)特殊潤濕性能要求輕易改變表面結(jié)構(gòu)和成分,基體適用范圍廣,且成本低廉,有望推進油水分離材料的大規(guī)模應(yīng)用。
該工作得到了國家自然科學(xué)基金的支持。研究成果發(fā)表于近期出版的Journal of Colloid and Interface Science(432 (2014) 105–108)。 |