制备耐用、可持续的超疏水亲油纸,实现高效油水分离

ty10086 提交于 周三, 08/25/2021 - 16:18
文章英文标题
Fabrication of durable and sustainable superhydrophobic‐superoleophilic paper for efficient oil/water separation
正文
传统的超疏水油水分离材料不仅依赖于不可再生的材料,而且由于其不可生物降解和有毒氟化物的引入,在使用后会导致二次环境污染。在此,我们报道了一种简单的制备持久、可持续的超疏水亲油纸的方法,即通过层层组装ZnO纳米颗粒和卡拉胶( CR ),结合后续的聚二甲基硅氧烷( PDMS )改性相结合的方法。考察了改性纸的表面化学组成、zeta电位、表面形貌、表面润湿性和强度性能。与原纸相比,PDMS / ( ZnO / CR ) 7多层改性纸具有超疏水-超亲油性能,拉伸强度提高2.6   %。同时,该超疏水纸张表现出优异的抗菌粘附能力和光动力杀菌活性,更有效地预防和消除细菌污染。此外,该纸具有优异的自清洁、防污和拒水性能,对分层油水混合物和油包水乳液具有优异的分离性能,且具有良好的可回收性。所得超疏水纸还表现出优异的机械鲁棒性和环境稳定性。我们认为,本研究制备的超疏水纸作为一种环境友好、高效的油水分离材料具有广阔的应用前景。
文章内容(英文)
Traditional superhydrophobic materials for oil/water separation not only depend on non-renewable materials but also lead to secondary environmental pollution after use due to their non-biodegradation and introduction of toxic fluorochemicals. Herein, we reported a facile method to prepare durable and sustainable superhydrophobic-superoleophilic paper, which is combination of layer-by-layer (LBL) assembly of ZnO nanoparticles and carrageenan (CR) together with following polydimethylsiloxane (PDMS) modification. The surface chemical composition, zeta potential, surface morphology, surface wettability and strength property of the modified paper were investigated. The PDMS/(ZnO/CR)7 multilayer-modified paper showed superhydrophobic-superoleophilic property and 2.6 % improvement in tensile strength compared with original paper. Meanwhile, this superhydrophobic paper exhibited excellent anti-bacterial adhesion ability and photodynamic bactericidal activity, which were more effective in preventing and eliminating bacterial contamination. Besides, the resultant paper had excellent self-cleaning, anti-fouling and water repellency properties, showed excellent separation performances for stratified oil-water mixture and water-in-oil emulsion as well as good recyclability. The obtained superhydrophobic paper also presented excellent mechanical robustness and environmental stability. We believed that superhydrophobic paper prepared in this study could have promising potential as an environmental-benign and effective oil/water separation material.
来源出处
Journal|[J]Cellulose2021. PP 1-21
DOI
https://doi.org/10.1007/S10570-021-03862-2

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