使用超疏水的纳米SiO2-修改的多孔胺海绵进行增强的油/水分离
Yongsheng Chen1, Yi Xue1, Sijia Ma1
1State Key Laboratory of Pollution Control and Resource Reuse, School of the Environment, Nanjing University, Nanjing, 210023, Jiangsu, PR China.
Chemosphere
|December 3, 2024
概括
改性胺海绵 (SiMAPs) 有效地修复油污泄漏,吸附其重量的40-90倍,并在对更清洁的水溶液的连续试验中实现超过99.8%的分离效率.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 环境工程 环境工程
- 纳米技术 纳米技术
背景情况:
- 功能性海绵材料显示出对成本有效的石油泄漏整治的承诺.
- 胺海绵为材料修改提供了一个多功能框架.
- 表面修改是提高油水分离能力的关键.
研究的目的:
- 开发新的西兰合剂和纳米SiO2修饰的胺海绵 (SiMAPs) 以实现高效的油水分离.
- 为了研究修改后的海绵的结构和表面特性.
- 评估SiMAPs在吸附油和有机溶剂以及分离油水混合物的性能.
主要方法:
- 用甲基三西兰,3-aminopropyltriethoxysilane和纳米SiO2颗粒浸泡胺海绵.
- 用聚二甲基 (PDMS) 固化,以形成共价键并减少表面能量.
- 表面形态的表征,疏水性 (水接触角度),吸附能力和分离效率.
主要成果:
- SiMAP海绵表现出层次结构和降低的表面能量,由162.6°的水接触角证实.
- 油和有机溶剂的高吸附能力 (40-90倍海绵重量),包括三甲 (88.1g/g).
- 优异的分离效率 (>98%的不混合混合物,62.8%的乳液) 和高油流量 (14.38 L/m2·s).
- 在20个试验中的动态连续分离中,油水分离效率超过99.8%.
结论:
- 经SiMAP修改的海绵在油吸附和分离方面表现出卓越的性能,为石油污染提供了强大的解决方案.
- 西兰合剂,纳米-SiO2和PDMS的协同作用提高了海绵的稳定性和分离效率.
- 这些发现凸显了SiMAP海绵在石油泄漏整治和水净化方面的重大潜力.
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