碳纳米纤维

Abstract(#br)Oil spill has now been a serious environmental issue, threatening the aquatic ecosystems and even human living environment. It is still challenging to develop absorbents for efficient oil/water emulsion separation and clean-up of viscous crude oil. Here, we propose a facile method to fabricate flexible and superhydrophobic foam composites for high efficiency oil/water separation under different complex environment. Carbon nanofibers (CNFs) with a hollow structure are decorated uniformly onto the skeleton of the polydimethylsiloxane (PDMS) foam with a strong interfacial adhesion.

具有超疏水性能的聚合物纳米纤维复合材料在化学气相传感或油水分离等领域具有广阔的应用前景，但开发既能实现有机溶剂气相检测，又能实现高分离通量和优异可回收性的油(有机溶剂) /水分离的超疏水、防腐、耐用纳米纤维复合材料仍具有挑战性。通过在聚氨酯纳米纤维上修饰具有中空结构的碳纳米纤维( CNFs )并对聚二甲基硅氧烷( PDMS )进行改性，制备了一种柔性、可拉伸、超疏水/超亲油纳米纤维复合膜。CNFs与PDMS的结合大大提高了膜的拉伸强度和杨氏模量，同时不牺牲膜的可伸展性。双聚合物纳米纤维和CNF网络有利于化学气相或液体向膜内扩散，因而可用于高性能化学气相传感和油水分离。该纳米纤维复合材料对不同有机蒸气反应灵敏，检出限低，选择性好。同时，该材料可实现油(二氯甲烷)渗透通量高达6577.3 L m-2 h-1的快速油水分离。此外，在30次油水分离试验中，分离通量和分离效率保持稳定，具有良好的可回收性。

溢油现在已经成为严重的环境问题，威胁着水生生态系统甚至人类的生存环境。开发高效油水乳状液分离和净化稠油的吸收剂仍然具有挑战性。在此，我们提出了一种在不同复杂环境下制备柔性超疏水泡沫复合材料以实现高效油水分离的简便方法。具有中空结构的碳纳米纤维( CNFs )均匀地修饰在界面结合力很强的聚二甲基硅氧烷( PDMS )泡沫的骨架上。CNFs不仅可以提高表面粗糙度和疏水性，而且可以作为众多的毛细管，改善石油吸附和油水分离性能。更重要的是，强光吸收的CNFs网络赋予泡沫优越的光热转换能力。所得泡沫复合材料具有优异的耐腐蚀性能，能够吸附不同密度的各种油类。泡沫复合材料能够将油从乳液中分离出来，分离效率相对较高。光照射下材料表面温度能够快速升高，能够显著降低油品黏度，从而实现浮在水面的原油快速清理。

为了满足技术不断进步的需要，制备性能提高、行为可预测的材料变得至关重要。为此，我们制备了0、0.5、1.0、2.0和4.0 CF负载量( w / w )下填充纳米碳纤维( CFs )的聚二甲基硅氧烷( PDMS )聚合物样品，以考察和优化制备所需填充量，提高力学性能。采用简单、经济的机械混合方法将PDMS和CF填料结合制备样品，通过化学( FTIR )、机械(硬度和拉伸)、物理(溶胀、热重分析( TGA )、差示扫描量热( DSC )、热膨胀系数)等分析对样品进行表征，确定材料性能。我们发现，硬度和热稳定性可预见性提高，而极限强度和韧性均有所下降。反复拉伸使填充CF的PDMS样品随着CF载荷的增加而失去明显的韧性。PDMS中CF负载量为4wt . %时，其硬度和热降解温度较原始PDMS样品分别提高了40 %和25℃以上。此外，膨胀计测量显示，在PDMS中添加少量CF填料，热膨胀系数( CTE )下降了20 %。在本研究中，我们能够显示PDMS的力学和热学性能可以很好的调节信心使用CFs。

为了满足技术不断进步的需要，制备性能提高、行为可预测的材料变得至关重要。为此，我们制备了0、0.5、1.0、2.0和4.0 CF负载量( w / w )下填充纳米碳纤维( CFs )的聚二甲基硅氧烷( PDMS )聚合物样品，以考察和优化制备所需填充量，提高力学性能。采用简单、经济的机械混合方法将PDMS和CF填料结合制备样品，通过化学( FTIR )、机械(硬度和拉伸)、物理(溶胀、热重分析( TGA )、差示扫描量热( DSC )、热膨胀系数)等分析对样品进行表征，确定材料性能。我们发现，硬度和热稳定性可预见性提高，而极限强度和韧性均有所下降。反复拉伸使填充CF的PDMS样品随着CF载荷的增加而失去明显的韧性。PDMS中CF负载量为4wt . %时，其硬度和热降解温度较原始PDMS样品分别提高了40 %和25℃以上。此外，膨胀计测量显示，在PDMS中添加少量CF填料，热膨胀系数( CTE )下降了20 %。在本研究中，我们能够显示PDMS的力学和热学性能可以很好的调节信心使用CFs。

溢油现在已经成为严重的环境问题，威胁着水生生态系统甚至人类的生存环境。开发高效油水乳状液分离和净化稠油的吸收剂仍然具有挑战性。在此，我们提出了一种在不同复杂环境下制备柔性超疏水泡沫复合材料以实现高效油水分离的简便方法。具有中空结构的碳纳米纤维( CNFs )均匀地修饰在界面结合力很强的聚二甲基硅氧烷( PDMS )泡沫的骨架上。CNFs不仅可以提高表面粗糙度和疏水性，而且可以作为众多的毛细管，改善石油吸附和油水分离性能。更重要的是，强光吸收的CNFs网络赋予泡沫优越的光热转换能力。所得泡沫复合材料具有优异的耐腐蚀性能，能够吸附不同密度的各种油类。泡沫复合材料能够将油从乳液中分离出来，分离效率相对较高。光照射下材料表面温度能够快速升高，能够显著降低油品黏度，从而实现浮在水面的原油快速清理。