喷墨打印的CNT/PVA膜具有稳定的Cassie超性,用于高效的油水分离
Mengqi Zhang1, Juan Tang1, Mengya Li1
1Ministry of Education Key Laboratory for Water and Sediment Science, School of Environment, Beijing Normal University, Beijing 100875, China.
Langmuir : the ACS journal of surfaces and colloids
|July 24, 2025
概括
基质特性显著影响喷墨印刷油驱膜. 改性聚乙烯化物 (PVDF) 膜提供了优越的性能和更容易清洁的油水分离与改性聚四乙烯 (PTFE) 相比.
科学领域:
- 材料科学与工程 材料科学与工程
- 表面化学 表面化学
- 分离技术 分离技术
背景情况:
- 高性能油驱膜对于有效的油水分离系统至关重要.
- 喷墨印刷为制造这种膜提供了一个可扩展的方法.
- 基板特征对喷墨打印膜性能的影响尚不清楚.
研究的目的:
- 为了研究喷墨打印,将碳纳米管 (CNT) 和聚乙醇 (PVA) 沉积在聚乙烯化物 (PVDF) 和聚四乙烯 (PTFE) 基板上.
- 阐明基质形态在CNT沉积和随后的油排斥性中的作用.
- 为了评估油/水分离修改膜的防性能和清洁效率.
主要方法:
- 在PVDF和PTFE膜上喷墨打印CNT和PVA.
- 使用互补分析进行表面表征,以了解沉积机制.
- 静态接触角度测量和用亚微米油滴进行过试验.
- 使用脱离离子水和超声波方法对膜清洁的评估.
主要成果:
- PVDF的光滑表面促进了统一的CNT沉积,而PTFE的纤维结构导致了不连续的网络.
- 经过修改的PVDF膜表现出优越的静态油排斥能力,并保持稳定的卡西状态.
- 经过修改的PTFE膜显示异质性能,导致油污染加快和流量回收较低.
- 经过修改的PVDF膜在清洗后实现了100%的流量回收,显示出强大的防性质.
结论:
- 基质特性极大地影响喷墨印刷膜的油水分离性能.
- 与修改的PTFE相比,修改的PVDF膜表现出优越的油性,稳定性和清洁性.
- 通过基板驱动工程量身定制接口特性是开发先进防膜的关键.
