Fe3O4/聚二甲基硅氧烷改性胶原海绵及其油水分离性能

作者：郭晨晨; 张云龙; 王瑜; 丁翠翠; 黄六莲; 陈礼辉; 张敏^*

来源：复合材料学报, 2022, 39(10): 4652-4663.

DOI：10.13801/j.cnki.fhclxb.20220506.001

• 胶原
• 海绵
• 水污染物
• 聚二甲基硅氧烷
• 磁场效应-控制
• 光热转换

为发展一种原料丰富、绿色环保、易于在复杂环境中操控使用、循环使用性好的多功能油水分离用海绵材料，采用浸渍法对胶原海绵进行聚二甲基硅氧烷(PDMS)/四氧化三铁(Fe3O4)纳米颗粒复合改性，制备了超疏水胶原基复合海绵(Fe3O4/PDMS-COL)，表征了改性后化学结构与微观结构的变化，研究了油水分离性能。通过接触角测量可知：当胶原(COL)浓度为10 mg/mL、PDMS浓度为15vol%时，复合海绵的水接触角为150.3°。FTIR、XPS、XRD及TG测试结果表明Fe3O4/PDMS与胶原海绵成功发生复合，FE-SEM观察结果表明Fe3O4纳米粒子的加入可有效构造表面粗糙结构。海绵可吸附多种不同类型的油相如苯、正己烷、乙酸乙酯、真空泵油、花生油等，其中对乙酸乙酯的吸附量达47 g/g，且对不同油相的分离效率在99%以上。以苯为吸附物，连续循环使用20次后，海绵的接触角与磁性均未发生明显下降。海绵还可有效分离水包油乳液。在外加磁场作用下实施多种场景下的油水分离实验，Fe3O4/PDMS-COL表现出良好的磁操控性。此外，海绵还具有较好的阻燃性能。利用近红外光热响应性，Fe3O4/PDMS-COL还具备了吸附分离复杂环境中固体状油脂/水体系的潜力。

• 单位
  福建工程学院; 福建农林大学