纳米二氧化硅改性不锈钢网用于油水分离

作者：展悦; 崔永岩^*; 王嘉宁; 余正发

来源：精细化工, 2023, 1-13.

DOI：10.13550/j.jxhg.20230683

• 聚多巴胺
• 纳米SiO_(2)
• 油水分离
• 超亲水-水下超疏油性
• 不锈钢网

以正硅酸乙酯为原料，采用溶胶-凝胶法制备了硅溶胶，将硅溶胶与预沉积聚多巴胺(PDA)的不锈钢网(SSM)反应，采用分步沉积和原位生长法制备了具有超亲水-水下超疏油不锈钢网(SSM-PDA-SiO2)。采用FTIR、XRD、TG、SEM和接触角测量仪对其进行了测试。探究了硅溶胶反应时间对SSM-PDA-SiO2亲水-疏油性能的影响，通过自重力驱动测试了其油水分离性能，考察了其循环分离、力学稳定性。结果表明，PDA作为“桥梁”将纳米SiO2沉积到SSM表面，硅溶胶与SSM反应8 h制备的SSM-PDA-SiO2-8具备最佳的亲水-疏油性能，水滴能在其表面60 ms内完全铺展，其对二氯甲烷等5种有机溶剂的水下油接触角在156.4°～160.9°之间，对二氯甲烷的滚动角为4.0°，表现出超亲水-水下超疏油特性。首次分离正庚烷/水的油水混合物水通量为40165 L/(m2·h)，分离效率99.3%，第50次分离循环时水通量为17728 L/(m2·h)，分离效率98%。经过35次砂纸摩擦循环后，SSM-PDA-SiO2-8保持了98%以上的分离效率。PDA的羟基、氨基等亲水基团提高了SSM-PDA-SiO2的超亲水-水下超疏油特性，纳米SiO2增加了其的表面粗糙度。

• 单位
  天津科技大学; 材料学院