灵感来自贝和花的双生物基酸盐基水凝涂层具有多矩阵适用性,高分离稳定性和防性能,用于油/水分离
Zitian Liu1, Wensong Ma1, Ligang Lin1
1State Key Laboratory of Separation Membranes and Membrane Processes/National Center for International Joint Research on Separation Membrane, School of Materials Science and Engineering, Tiangong University, Tianjin 300387, PR China.
International journal of biological macromolecules
|July 5, 2023
概括
这项研究开发了一种由海洋生物启发的新型水凝涂层,用于高效的油/水分离. 这种超性和水下超性材料为工业应用提供了出色的分离能力和防性质.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 环境科学 环境科学
- 生物模拟学是一种生物模拟学.
背景情况:
- 在多孔矩阵上的超湿接口对于有效的油/水分离至关重要.
- 海洋生物为先进材料提供独特的结构和功能灵感.
研究的目的:
- 开发一种具有多矩阵适用性,高油/水分离能力和抗污染性能的新型水凝涂层.
- 模仿海洋生物的战略,创造先进的分离材料.
主要方法:
- 使用酸 (TA) 的水凝涂层沉积,灵感来自贝 byssus.
- 在藻酸盐 (SA) /Ca2+水凝内在现场合成二氧化颗粒,模仿Pinctada nacre的微观结构.
- 制造SA-TA-TEOS水凝涂层修饰膜和非织造织物.
主要成果:
- 修改后的膜表现出超性和水下超性性能 (油接触角度>150°).
- 实现了高流量 (493-584 L·m−2·h−1) 和排斥 (97.3-99.5%) 的乳液的高效油/水分离.
- 在无布上表现出良好的防性能,流量回收和循环稳定性.
结论:
- 灵感来自海洋生物的水凝涂层为制造高性能油/水分离材料提供了通用策略.
- 开发的材料显示出工业应用的巨大潜力,用于分离油/水乳液.
- 这种仿生方法为设计功能性多孔材料提供了新的见解.
