{首页主词},&

<rp id="wfmgb"></rp>

廣州大學(xué)郭興蓬教授團(tuán)隊(duì)：基于加成反應(yīng)構(gòu)筑超疏水木質(zhì)纖維材料用于油水分離

2021-09-27 16:18:06 作者：高分子科學(xué)前沿來(lái)源：高分子科學(xué)前沿分享至：

頻發(fā)的溢油事件和工業(yè)含油廢水排放造成了嚴(yán)重的生態(tài)污染和經(jīng)濟(jì)損失。超疏水\超親油材料以其優(yōu)異的斥水性和專(zhuān)一吸油性成為當(dāng)前油水分離技術(shù)領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)之一。但是目前報(bào)道的大部分油水分離材料是基于石油基產(chǎn)品，成本高昂、難以降解。木質(zhì)纖維因儲(chǔ)量豐富、來(lái)源廣泛、廉價(jià)易得、可持續(xù)，成為制造油水分離器件的理想材料。

近日，廣州大學(xué)郭興蓬教授團(tuán)隊(duì)和華南理工大學(xué)王斌副研究員團(tuán)隊(duì)合作以木質(zhì)纖維為原料，通過(guò)甲醛和三聚氰胺縮合在木質(zhì)纖維表面成功構(gòu)造微納球形結(jié)構(gòu)，再與異硫氰酸酯化合物發(fā)生加成反應(yīng)進(jìn)行疏水修飾，由此構(gòu)筑出具有超疏水\超親油的木質(zhì)纖維油水分離材料。所使用到的密胺樹(shù)脂和木質(zhì)纖維均是來(lái)源豐富且可降解的材料，同時(shí)，含有密胺樹(shù)脂的木質(zhì)纖維堆肥能夠?yàn)橹参锷L(zhǎng)提供所需的養(yǎng)料，并且沒(méi)有任何毒害作用（J. Hazard. Mater., 2012, 243, 28；Environ. Pollut., 2012, 162, 129. ）。

圖1 甲醛、三聚氰胺和異硫氰酸酯在木質(zhì)纖維表面超疏水改性的化學(xué)反應(yīng)路徑

微觀(guān)形貌測(cè)試表明，原始的木質(zhì)纖維表面相對(duì)光滑，能觀(guān)察到纖維表面的褶皺，而使用密胺樹(shù)脂超疏水涂層改性的木質(zhì)纖維表面包含大量的微納球形結(jié)構(gòu)，元素分布測(cè)試表明超疏水木質(zhì)纖維表面含有少量氟元素，這說(shuō)明異硫氰酸酯化合物成功與表面的氨基發(fā)生加成發(fā)生。

圖2 材料表面微觀(guān)形貌表征

經(jīng)過(guò)異硫氰酸酯疏水改性后，木質(zhì)纖維表現(xiàn)出較低的水滴粘附力和超親油性。改性木質(zhì)纖維浸泡在二氧化錳、泥水、亞甲基藍(lán)和高錳酸鉀水溶液中取出表面未被沾染，展現(xiàn)出良好的抗污性能。

圖3 超疏水木質(zhì)纖維抗污性能測(cè)試

同時(shí)，超疏水改性的木質(zhì)纖維展現(xiàn)出超親油特性，能夠吸收上層油相、下層油相和浮油，對(duì)石油醚、機(jī)油、二氯甲烷等具有較強(qiáng)的吸附能力，吸收容量>1000%，過(guò)濾分離效率>96%。經(jīng)過(guò)50次的循環(huán)分離后依然維持超疏水特性，能夠滿(mǎn)足多種場(chǎng)景的含油廢水和溢油處理應(yīng)用，適應(yīng)性廣泛。

圖4 各類(lèi)油污的高效吸附和過(guò)濾分離

總結(jié)

郭興蓬教授團(tuán)隊(duì)基于木質(zhì)纖維表面改性制備了性能優(yōu)異的超疏水/超親油油水分離材料，該材料制備方法簡(jiǎn)單、成本低廉，能夠滿(mǎn)足油水混合物的高效吸收分離和過(guò)濾分離應(yīng)用需求，適用于多種含油廢水處理場(chǎng)景。同時(shí)，該材料所使用的化學(xué)品能夠被降解，用作堆肥制作為植物生長(zhǎng)提供養(yǎng)分，在處理溢油污染中有著巨大的應(yīng)用潛力。相關(guān)工作已經(jīng)發(fā)表于Separation and Purification Technology, 2021, 279, 119737。廣州大學(xué)師資博士后康磊博士是論文第一作者，廣州大學(xué)廖伯凱副教授和華南理工大學(xué)王斌副研究員為論文共同通訊作者。

免責(zé)聲明：本網(wǎng)站所轉(zhuǎn)載的文字、圖片與視頻資料版權(quán)歸原創(chuàng)作者所有，如果涉及侵權(quán)，請(qǐng)第一時(shí)間聯(lián)系本網(wǎng)刪除。