微纳表面结构构建和疏水改性制备高效油水分离三聚氰胺甲醛泡沫

由 ty10086 提交于 周四, 08/26/2021 - 13:09
文章英文标题
Micro-nano surface structure construction and hydrophobic modification to prepare efficient oil-water separation melamine formaldehyde foam
正文
在聚乙烯醇( PVA )水溶液和聚二甲基硅氧烷( PDMS )乙醇水溶液中，采用简单的绿色溶液浸渍法制备了超疏水三聚氰胺甲醛泡沫( SMF )。将MF从水溶液中转移到乙醇中，得到的相分离PVA能够在MF骨架上形成微纳结构，从而使泡沫表面具有相当的粗糙度。随着PDMS的交联，表面形成了疏水涂层。改性泡沫表现出超疏水特性(水接触角157°，水滑角7° )。评价了其对不同有机溶剂的吸收能力。同时，为了验证油水分离效率，设计了一种简单的将改性泡沫块与真空系统连接的油水分离装置。改性后的泡沫除具有优异的油水分离性能外，还表现出良好的压缩性能，在pH为1 ~ 13的溶液中表现出优异的耐腐蚀性能，可循环使用150次，力学性能提高，阻燃性能提高。与传统的多孔超疏水吸收剂涉及复杂的方法和纳米材料相比，这种以简单、低成本、环境友好的方式制备的高效超疏水吸收剂在处理溢油和工业有机污染方面具有广阔的前景。
文章内容（英文）
Abstract(#br)A superhydrophobic melamine formaldehyde foam (SMF) was fabricated via a simple green solution-dipping method in polyvinyl alcohol (PVA) aqueous solution and polydimethylsiloxane (PDMS) ethanol one respectively. The resulted phase-separated PVA during transferring MF from aqueous solution to ethanol one, can form micro-nano structure on MF skeleton, thus endowing the foam surface with considerable roughness. Along with the crosslinking of PDMS, hydrophobic coating on the surface was formed. The modified foam exhibited superhydrophobicity (water contact angle at 157° and water sliding angle at 7°). Its absorption capacity to different organic solvents was evaluated. Meanwhile, a simple device for oil-water separation by connecting the modified foam block with a vacuum system was designed to testify the oil-water separation efficiency. In addition to excellent oil-water separation ability, the modified foam also showed good compressive performances including excellent corrosion resistance with pH of solutions ranging from 1 to 13, remarkable recyclability (up to 150 cycles), improved mechanical properties and high flame retardancy. Compared with the conventional porous superhydrophobic absorbents involving complicated methods and nanomaterials, such efficient SMF fabricated via a simple, low-cost and eco-friendly way shows promising prospect in dealing with oil spillage and industrial organic pollution in the future.
来源出处
Journal|[J]Applied Surface ScienceVolume 505, 2020.
DOI
https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2019.144577

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