rGO/Fe3O4改性pu的制备及其吸附性能研究文献综述

 2023-10-09 10:49:24

文献综述

一 本课题研究的现状及发展趋势:

近年来,关于工业含油废水乱排和海运石油泄漏事件的不断增多,海洋油污染已经充分引起了人们的重视。2019年2月,法国能源巨头道达尔公司一条输油管道24日夜间在伊夫林省内发生原油外泄事故,导致该地区部分田地和小河道遭受污染;同年2月,加拿大一列货运列车37个油罐脱轨,造成原油部分外泄。报道指出,事故地点位于加拿大一条最为繁忙的铁路线上。如何处理石油污染是现在急需解决的问题,但是传统的吸附材料存在吸油率低、吸油速度慢、材料的重复使用性能差等缺点[1],其使用受到了限制,而超疏水材料表面的特殊润湿性使其具有高效、快速的油水分离效果,因此超疏水油水分离材料已经成为了目前热门的研究课题之一。

本课题研究的意义和价值:

由于特殊浸润材料飞速发展,为油水分离领域提供了新的方法和技术[2; 3]。特殊浸润材料利用油和水的特殊浸润性来选择性地分离油水混合物。特殊浸润材料主要包括:超疏水/超亲油材料,超疏油/超亲水材料,智能材料。其中由于超疏水材料能用于大规模海洋石油泄漏的处理,因此被广泛的研究。

超疏水材料即水滴与固体之间的接触角大于 150°,而滚动角小于 10°。超疏水表面的构造一般需要具备粗糙度和低表面能物质两个因素[4; 5],而这样的表面一般是亲油的,因此超疏水材料被认为是一种能用于油水分离材料的基材。目前,应用到油水分离的超疏水性材料大体可分为:金属网膜超疏水材料、纺织品超疏水材料、三维网络状超疏水材料等。

国内早期研究特殊浸润材料的江雷课题组[6]通过喷涂法将混合溶液喷涂在多孔的不锈钢金属网上,通过干燥处理使金属网具有超疏水-超亲油的特性,通过电镜观察,在不锈钢金属网表面形成了粗糙的微纳米结构,应用于油水混合物的分离达到了优异的效果。

除了制备超疏水金属网膜外,还可以通过修饰纺织物表面制备油水分离效果优异的超疏水分离膜,李红强[7]课题组制备了一种成本低、无污染、无氟、效率高的构造基于织物的超疏水表面材料。该方法采用价格便宜的正硅酸乙酯(TEOS)和含端羟基的聚二甲基硅氧烷(PDMS)为原料,以挥发性的盐酸为催化剂,通过气-液溶胶凝胶法直接在织物上构造出 PDMS/二氧化硅(SiO2 )有机无机超疏水表面,整个反应过程仅需 60 min。超疏水织物在水、各种有机溶剂、强酸、强碱、沸水和冰水中长时间浸泡后仍能保持优良的疏水性能。该织物即使经过超声 18 h 洗涤 96 个循环

或磨损 600 个循环接触角仍大于 150°。微纳米结构,应用于油水混合物的分离达到了优异的效果。

三维网络结构超疏水材料由于其发达的孔隙和大的比表面积,为分离后的油相提供了巨大的存储的空间,且该材料经过机械挤压即可达到将吸附的油相快捷分离目,便于其循环利用。该超疏水材料三维骨架主要包括:聚氨酯海绵、石墨烯气凝胶、纤维素海绵等[8-10]

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