超疏水材料制备及其在油水分离中的应用研究进展
不锈钢网超疏水改性及在油水分离中的应用研究
不锈钢网超疏水改性及在油水分离中的应用研究刘群;杨玮婷;李阳凡;周晓虎;邱鹏飞;王芙香;潘勤鹤【摘要】通过对不锈钢网进行表面修饰改性使其转变为超疏水表面,从而实现含油废水的快速、高效油水分离.首先,以不锈钢网为基底利用壳聚糖和正硅酸乙酯(TEOS)为硅源制备的SiO2溶胶对不锈钢网进行表面涂层,然后用甲基三氯硅烷(MTCS)对修饰后的不锈钢网进行表面疏水改性,获得具有超疏水性能的不锈钢网.对制备的超疏水/亲油的不锈钢网材料表面形貌、静态接触角进行表征,并测试其油水分离效率.结果表明,不锈钢网材料具有很好的超疏水/亲油性能,水接触角测试均达到154.94°.利用该材料可很好地实现油水混合物的分离,对正癸烷/水混合物经过50次重复分离,分离效率仍能达到96.62％,并且对不同油品均呈现出良好的分离效果,展现出油水分离广阔的应用前景.【期刊名称】《河南理工大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2018(037)006【总页数】6页(P149-154)【关键词】不锈钢网;表面改性;油水分离;超疏水/亲油;分离效率【作者】刘群;杨玮婷;李阳凡;周晓虎;邱鹏飞;王芙香;潘勤鹤【作者单位】海南大学材料与化工学院,海南海口570228;热带岛屿资源先进材料教育部重点实验室,海南海口570228;海南大学材料与化工学院,海南海口570228;热带岛屿资源先进材料教育部重点实验室,海南海口570228;海南大学材料与化工学院,海南海口570228;热带岛屿资源先进材料教育部重点实验室,海南海口570228;海南大学材料与化工学院,海南海口570228;热带岛屿资源先进材料教育部重点实验室,海南海口570228;海南大学材料与化工学院,海南海口570228;热带岛屿资源先进材料教育部重点实验室,海南海口570228;海南大学材料与化工学院,海南海口570228;热带岛屿资源先进材料教育部重点实验室,海南海口570228;海南大学材料与化工学院,海南海口570228;热带岛屿资源先进材料教育部重点实验室,海南海口570228【正文语种】中文【中图分类】O647.50 引言超疏水分离网膜对油水混合物具有良好的选择透过性，能够有效实现油水分离并快捷回收油品[1]，对含油废水的处理及资源回收利用具有重要意义。
高疏油超亲水材料的制备及其在油水分离中的应用
高疏油超亲水材料的制备及其在油水分离中的应用1. 应用背景油水分离是处理工业废水、工业废料、石油污水和城市生活污水中的重要环节之一。
高疏油超亲水材料能够在固液分离中起到重要的作用。
传统的油水分离材料常常需要进行人工清洗，而高疏油超亲水材料具有自清洁能力，能够大大提高油水分离过程的效率和经济性。
2. 应用过程高疏油超亲水材料的制备及其应用过程如下：2.1 制备高疏油超亲水材料制备高疏油超亲水材料需要选择具有表面纳米结构的材料，以增加材料的表面能。
一种常用的方法是通过化学改性使材料表面产生纳米结构。
步骤一：常规基材处理将基材进行清洗、磨砂、酸洗等处理，去除基材表面的杂质和氧化物。
步骤二：纳米结构制备将经过基材处理的材料浸泡在制备纳米颗粒的溶液中，溶液中的纳米颗粒会自发地在基材表面沉积出纳米结构。
也可以通过溶液浸渍法将纳米颗粒固定在基材表面。
步骤三：表面改性通过化学处理、离子交换等方法对基材表面的纳米结构进行改性，以增加材料的疏油超亲水性。
2.2 应用高疏油超亲水材料进行油水分离高疏油超亲水材料应用于油水分离过程中，可以通过以下步骤进行：步骤一：油水混合物预处理将油水混合物进行预处理，去除颗粒物和较大的沉积物，以减少对材料表面的堵塞和污染。
步骤二：材料接触将高疏油超亲水材料与油水混合物接触，油水混合物中的油分会被材料表面的疏油性结构吸附，而水分则会迅速被材料表面的超亲水结构吸附。
步骤三：油水分离通过重力分离、离心分离或压力过滤等方法，将吸附在材料表面的油分和水分分开。
油分可以通过油水界面上的渗透力或超亲水结构的特性自行分离。
2.3 应用效果高疏油超亲水材料在油水分离中能够实现以下效果：高效油水分离高疏油超亲水材料表面的特殊结构和性质能够使油水分离达到更高的效率和速度。
相比传统的油水分离材料，高疏油超亲水材料能够更好地吸附油分和提取水分，从而提高分离效率。
自清洁能力高疏油超亲水材料表面的纳米结构和化学改性能够使材料具备自清洁能力，避免了传统油水分离材料的人工清洁过程。
几种COF增强超疏水材料的制备及其油水分离性能研究
几种COF增强超疏水材料的制备及其油水分离性能研究几种COF增强超疏水材料的制备及其油水分离性能研究引言近年来，对于水资源与环境的保护需求日益迫切，油水分离技术成为了研究的热点。
超疏水材料由于其优异的油水分离性能，逐渐成为了研究的重点。
其中，共价有机框架材料（COF）由于其高度可控的结构以及表面提供了良好的基础，被广泛应用于超疏水材料的制备。
本文将介绍几种COF增强超疏水材料的制备方法以及其油水分离性能的研究进展。
一、COF增强超疏水材料的制备方法1. 模板法：在模板的引导下，通过有机合成方法在模板孔道中形成COF纳米颗粒，再利用聚合物包覆或静电法固定COF纳米颗粒，形成超疏水材料。
2. 染料烧结法：将COF与染料共混，并通过高温烧结使二者相互交联，形成COF增强的超疏水薄膜。
该方法具有制备简单、成本低等优点。
3. 溶胶-凝胶法：通过将溶解的COF溶液进行调整，形成凝胶态，在经过烘干和焙烧等步骤后，制备出COF增强的超疏水材料。
该方法操作简单，且能够灵活控制COF的结构。
二、COF增强超疏水材料的油水分离性能研究1. 分离效率：研究发现，COF增强超疏水材料对于油水分离具有较高的分离效率。
其疏水性能能够在油水混合物中迅速形成微观液滴，使其与水相分离，实现高效油水分离。
2. 循环稳定性：COF增强超疏水材料在经过多次循环使用后，仍能保持较高的分离效率。
由于COF材料本身的结构稳定性，使得其在分离过程中不易失效。
这为其在实际应用中提供了良好的可行性。
3. 抗污染性：COF增强超疏水材料对污染物的抗污性能也得到了广泛研究。
实验结果表明，其中一些材料具有良好的抗污渍性能，能够快速去除油污，并且在清洗后能够恢复原有的超疏水性能。
4. 应用前景：COF增强超疏水材料在油水分离领域具有巨大的应用前景。
其高效的油水分离性能以及优异的循环稳定性和抗污染性能，能够广泛应用于海洋清洁、废水处理等领域。
结论本文介绍了几种COF增强超疏水材料的制备方法，并对其油水分离性能进行了总结。
高性能超疏水材料的制备与应用研究
高性能超疏水材料的制备与应用研究近年来，高性能超疏水材料的制备与应用研究在科技领域引起了广泛的关注。
这类材料具有特殊的表面结构和化学性质，能够迅速排斥液体，同时还具备优异的自清洁和抗污染能力。
本文将从制备方法和应用前景两个方面探讨高性能超疏水材料的研究进展。
一、制备方法高性能超疏水材料的制备是实现其功能性的首要步骤。
目前已经有多种方法被开发出来，如模板法、化学改性、激光刻蚀等。
其中，模板法是较为常见和经典的一种制备方法。
这种方法通过使用特殊的模板结构来构建高密度、微小尺寸的纳米结构，从而实现疏水材料表面的微纳结构化，以增加接触角。
另一种方法是化学改性，它通过在材料表面引入疏水基团或在材料内部引入纳米颗粒，改变材料的化学性质以提高疏水性能。
激光刻蚀则是一种快速制备微纳结构的方法，通过激光束在材料表面局部熔化和蒸发，形成微小的柱状或碗状结构，从而实现超疏水性能。
二、应用前景由于高性能超疏水材料的独特性能，其应用前景广阔。
首先，该类材料在防污和自清洁方面表现出色。
由于其超疏水性能，液体在其表面无法附着，从而避免了污染物的沾染。
这使得高性能超疏水材料在建筑材料、车身涂层等领域具备了广泛的应用前景。
另外，超疏水材料还能应用于油水分离、水滴操控等技术领域。
例如，利用超疏水材料制备的油水分离膜，在海洋石油开采领域具有重要的应用价值。
与此同时，高性能超疏水材料的制备和应用也面临着一些挑战。
首先，制备过程中的成本较高，限制了其大规模应用。
其次，超疏水材料在长时间使用过程中会受到外界环境的影响，表面结构容易受损，导致超疏水性能下降。
此外，超疏水材料的稳定性和可持续性也是当前研究的重要议题。
为了解决这些问题，学者们正在努力探索新的制备方法和改进现有的技术。
例如，一些研究人员尝试利用生物可降解材料来构建超疏水表面，以提高可持续性。
还有一些人在研究中提出通过混合不同材料形成多级结构，以增强材料的稳定性和耐用性。
总结起来，高性能超疏水材料的制备与应用研究展现了广阔的前景和巨大的应用潜力。
超疏水材料在油水分离中的研究进展
|专论与综述|超疏水材料在油水分离中的研究进展卢笛，悅磊#(天津工业大学材料科学与工程学院，天津+00387)摘要:石油工业产生的采出水对环境是一个重大的问题，也是对水资源的一种浪费。
油田采出水中存在大量的油，为了保护环境和节约 水资源，我们可以对其进行回收再利用。
受到大自然的启发，仿生超疏水材料应用到了油水分离领域。
在这篇综述中，主要关注在油水 分离应用中超疏水材料的研究进展。
基本上都是通过对表面化学成分和表面形貌之间的协同作用实现基材的超疏水特性。
将超疏水 材料根据其除油方式的不同分为超疏水过滤材料和超疏水吸附材料两大类，并分别展开详细的介绍了超疏水过滤材料的各种基材包括 金属网、纺织物、聚合物膜等，超疏水吸附材料的各种基材如粉末颗粒、海绵泡沫、气凝胶等，简单的介绍了材料的制备方式，油水分离的效率以及各种材料的优势、劣势。
最后总结了过滤材料和吸附材料在油水分离领域中存在的一些挑战，并对未来发展方向进行了展望。
关键词:超疏水;基材;油水分离中图分类号:T Q028.8 文献标识码：A文章编号：1008-021X(2021 #01-0074-04Research Progress of Superhydrophobic Materials in Oil-Water SeparationLu Di，Ni Lei#(School of Materials Science and Technology，Tianjin Polytechnic University，Tianjin300387，China)Abstract&Produced water from the oil industry is a major problem for tlie environment and a waste of water resources.There is a large amount of oil in the produced water of the oil field.In order to protect the environment and save water resources，we can separate and recycle it.Inspired by nature，bionic superhydrophobic materials have been applied to th efield of oil- water separation.In this review，the research progress of superhydrophobic materials in o il-water separation applications is mainly concerned.The superhydrophobic properties of the substrate are basically realized through the synergistic effect between surface chemical composition and surface morphology.The superhydrophobic materials are divided into two major categories& superhydrophobic filter m aterials and superhydrophobic adsorption materials according to their degreasingmethods，and the various substrates of s uperhydrophobic filter materials including metal mesh，textiles，and polymer materials are introduced in detail.The various substrates of superhydrophobic absorbent materials，such as powder particles，sponge foam，aerogel and so on，are briefly introduced the preparation methods of the materials，the efficiency of oil-water separation，and the advantages and disadvantages of various m aterials.Finally，some challenges in the field of oil and water separation of filtration materials and adsorbents materials are summarized，and the future development direction is prospected.K ey w ords:superhydrophobic%substrate%oil- w ater separation受到自然界许多动植物的启发，如荷叶[1]、水黾[2]等，超疏 水材料应运而生。
超疏水材料的制备与应用研究
超疏水材料的制备与应用研究近年来，超疏水材料因其在各个领域的广泛应用而备受关注。
超疏水材料是一种具有特殊表面结构或化学成分的材料，能够使液体在其表面形成一个高度球形、滚动的状态，实现极高的液体浸润角，从而呈现出极强的疏水性能。
它不仅在润湿性方面具有独特优势，还具备防污染、减阻和抗腐蚀等特性，因此在自清洁、油水分离、生物医学等领域有着广泛的应用前景。
超疏水材料的制备可以通过物理方式、化学方法以及结构设计来实现。
物理方式主要包括电化学沉积、脉冲激光熔化和溅射沉积等。
这些方法通过改变材料的表面形貌和结构，实现液体在表面的球形滚动，从而达到超疏水的效果。
而化学方法主要通过在材料表面引入一定的化学成分，使其在液体接触时表现出超疏水性质。
此外，结构设计也是制备超疏水材料的有效途径，例如构建微纳米级的空洞结构、毛细管阵列结构等。
这些设计使得材料表面形成微结构，进而影响液体在其表面的接触角度，实现超疏水效果。
超疏水材料在各个领域的应用也越来越广泛。
在环境保护方面，超疏水材料可以应用于油水分离、污水净化等领域。
通过构建具有特殊结构的超疏水材料，可以使油水分离更加高效、节能，并且具备自清洁作用，减少了污染物的排放。
在生物医学领域，超疏水材料可以应用于人工器官、药物传输和细胞培养等方面。
超疏水材料的独特表面结构可以阻止细菌的附着和生物污染的发生，提高材料的生物相容性。
此外，超疏水材料还可以应用于液滴驱动、光学涂层等领域，为科技发展提供了新的可能。
然而，超疏水材料的应用仍面临一些挑战。
首先，超疏水材料的制备工艺和成本仍然较高，限制了其在大规模应用中的推广。
其次，超疏水材料在长期使用过程中可能出现耐久性差、易被污染等问题，需要进一步加以改善。
另外，超疏水材料的应用环境对其性能也有一定要求，例如高温、高湿度等情况下的稳定性问题。
因此，超疏水材料的研究仍需深入，不断优化制备工艺和改进性能，以满足不同领域的需求。
在未来的研究中，超疏水材料的制备技术和应用前景依然广阔。
超疏水-超亲油棉织物的制备及在油水分离中的应用
超疏水-超亲油棉织物的制备及在油水分离中的应用石彦龙;杨武;冯晓娟【摘要】ZnO colloids were firstly prepared by sol-gel method, and then, cotton fabric with superhydropho-bicity and superoleophilicity was fabricated by dipping-coating ZnO colloids and subsequently modifyingthe surface with octyltrimethoxysilane, contact angles of water and oil droplet on the surface was about 152. and 0., respectively. The cotton fabric with superhydrophobicity and superoleophilicity can be applied to separate oil or water from water-oil mixtures with high efficiency. The research are expected to offer references for the design of waterproof clothing, fabrication of superhydrophobic-superoleophilic material and its application in the separation of oil-water mixtures.%采用溶胶-凝胶法制得ZnO溶胶，以棉织物为基底，在其表面浸涂ZnO溶胶，再经辛基三甲氧基硅烷表面修饰后显示出超疏水性和超亲油性，水滴和油滴在其表面的接触角分别为152。
和0。
超疏水材料制备及其在油水分离中的应用研究进展
超疏水材料制备及其在油水分离中的应用研究进展邱文莲;贾伟灿;徐都;刘滨;沈烈【摘要】仿生界面油水分离材料的研究主要集中在超疏水超亲油材料,其具有高吸油能力和油品回收方便快捷等特性.本文评述了近几年超疏水材料制备及其在油水分离中应用的研究进展.【期刊名称】《材料科学与工程学报》【年(卷),期】2016(034)003【总页数】5页(P508-512)【关键词】超疏水;超亲油;油水分离【作者】邱文莲;贾伟灿;徐都;刘滨;沈烈【作者单位】高分子合成与功能构造教育部重点实验室,浙江大学高分子科学与工程学系,浙江杭州310027;杭州星华反光材料有限公司,浙江杭州 311116;高分子合成与功能构造教育部重点实验室,浙江大学高分子科学与工程学系,浙江杭州310027;高分子合成与功能构造教育部重点实验室,浙江大学高分子科学与工程学系,浙江杭州310027;高分子合成与功能构造教育部重点实验室,浙江大学高分子科学与工程学系,浙江杭州310027【正文语种】中文【中图分类】TB34超疏水材料是指材料表面与水的接触角大于150°而滚动角小于10°的材料［1］，构造超疏水表面主要有两种途径［2］：在具有微纳米粗糙结构的表面修饰低表面能物质［3］;在具有低表面能的物质表面构造微纳米粗糙结构［4］。
超疏水材料可以应用在自清洁、防雾、抗冰、减阻和油水分离等领域，原油泄漏事件的频发使得超疏水材料在油水分离上的应用受到广泛关注，而仿生界面油水分离材料具有高吸油能力和快捷回收油品的性能，其研究得到快速发展。
应用到油水分离中的超疏水超亲油材料最主要分为超疏水分离网膜材料和超疏水三维多孔吸附材料。
应用在油水分离过程的超疏水超亲油膜材料的基体多为金属和纺织物等网膜材料。
在网膜表面修饰低表面能物质和构造微纳二元粗糙结构，其中大部分的构造方法是在网膜表面包覆纳米粒子层，得到超疏水超亲油网膜材料。
国内最早研究仿生界面的江雷课题组［5］在2004年首次报导了能应用于油水分离的超疏水超亲油不锈钢网膜的研究。
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超疏水材料制备及其在油水分离中的应用研究进展
摘要随着世界机械化以及工业化的发展，全球的水资源污染逐渐严重，人民群众对于水资源的供应以及淡水资源的处理越发关注，且为水资源处理技术的发展做出了较大贡献。
作为水资源净化技术的重要组成部分，油水分离净化技术水平不仅关系着淡水资源的提供质量，而且对于人民群众的身体健康也具有重要影响。
基于此，本文将超疏水材料制备及其在油水分离中的应用作为主要研究内容，通过对超疏水材料进行简单阐述，进而对超疏水材料的应用以及其在油水分离中的应用进行详细的研究与分析。
本文旨在为超疏水材料在油水分离中的应用研究提供几点参考性建议，并为水资源的净化处理技术发展提供积极的推动作用。
关键词超疏水材料制备；油水分离；应用研究
前言
由于工业化的发展导致海洋中的水资源污染情况越加恶劣，有大量的油产品以及机溶剂污染流入海洋中，对海洋中的水资源产生了严重破坏，进而为水资源净化技术提出了更高的要求，对人类生存与发展也产生了威胁。
基于此种宏观环境，本文对超疏水材料在油水分离中的应用进行详细的研究与分析。
1 超疏水材料概述
超疏水材料主要是利用其中较为独特的化学结构以及其本身的润湿性能来作为水资源净化技术中的一种使用材料。
由于该种材料在材质表面上具有润湿性的特殊原理，并能够作为超疏水材料而应用至油水分离的水资源净化中，其还具有两方面的特征。
第一方面，表面为微纳米结构。
第二方面，表面具有低表面能的特色。
同时，在该种材料的制备过程中还具有成本较低以及制备材料环保的优势。
因此，在油水分离的水资源净化中被广泛使用。
但在超疏水材料的具体制备中还有耗时周期长的缺点，而该种缺点与实际制备中的优势相比并不对超疏水材料的实际应用构成威胁[1]。
2 超疏水材料的应用
由于超疏水材料在近几年的广泛使用中其本身的特殊性能受到各领域研究人员的关注，进而推动着超疏水材料在多个研究领域以及生活领域被应用。
本文将超疏水材料的应用特性总结为以下五个方面。
第一方面，自清洁的特性应用。
由于超疏水材料本身具有良好的润湿性，在其进行使用的过程中能够对自身的灰尘与脏污进行自行清理。
在具体的应用中，将超疏水材料的特性应用在城市高楼的建设中，利用超疏水材料的自清洁特性减少建筑玻璃清洁的次數，降低楼房玻璃清洁的成本，并在一定程度上节约水资源[2]。
第二方面，抗冰雪的特性应用。
由于在冰天雪地的寒冷地区，电线、航行等方面均会有风雪粘粘，进而导致电力能源的传输问题，并对正常的航行产生困扰。
而应用超疏水材料的抗冰雪特性将
在极大程度上避免出现电力传输问题以及航行困扰等问题。
第三方面减阻的特性应用。
该种特性主要应用在海洋运输中，利用超疏水材料来降低轮船在航行中的阻力，进而提升海洋运输的效率。
第四方面，防腐蚀的特性应用。
该种特性主要是在合金或金属与潮湿空气进行接触的过程中进行使用中。
第五方面，油水分离的特性应用。
该种特性的应用主要是利用超疏水材料表面的特性，进而对油水混合物进行分离，以达到对水资源进行净化处理的目的。
在现阶段的超疏水材料应用中具有广泛的使用方向，其本身较低的成本以及简易的制备方式促使超疏水材料将会具有广泛的使用前景[3]。
3 超疏水材料制备及其在油水分离中的应用
3.1 超疏水材料制备
在超疏水材料进行制备的过程中，主要是先选择某种材料作为超疏水材料制备的基础，本文选择不锈钢的金属网作为超疏水材料制备的基础材料，在其上进行超疏水涂层的制备。
同时，以下前三步制备过程中均应在超声中进行。
第一步将金属网放置于稀盐酸溶液中，全部浸泡没过金属网，主要旨在对金属网表面的污染物进行处理。
第二部，利用丙酮化学材料将金属网表面的油污进行处理。
第三步，利用乙醇溶液将金属网上面残余的酸溶液以及丙酮溶液记性清除。
第四部，在80℃的气温中将金属网烘干，并对材料表面的粗糙构造以及低表面能物质进行处理。
第五步，将金属网放置于盐酸以及硬脂酸相结合的乙醇溶液中，并进行密封加热。
最后一步，将金属网在80℃下以下进行烘干，进而得到超疏水的不锈钢金属网。
3.2 超疏水材料在不锈钢金属网以及纤维布中的应用
在对不锈钢金属网进行超疏水制备后可以将其放置于水面进行溢油回收，进而降低我国水资源的污染程度。
在该应用之前应进行实际的效果检测，将油倒入水面相互混合，再将具有超疏水特性的金属网折叠为盒子放置于水面。
经过实验分析发现，金属盒子与溢出的油相接触时能够将溢出的油汇聚在一起，再利用泵技术具体实现油水分离的目标。
本文对超疏水材料在纤维布中的应用检测如下，将在将油倒入水面相互混合，再将具有超疏水特性的纤维布放置于水中，发现纤维布能将水中的泄露的油进行迅速的吸收，进而实现利用具有超疏水纤维布对水中泄油进行处理的目的。
经过上述的试验得出，在对纤维布进行超疏水制备后，可利用纤维布对水面的泄露油进行处理。
经过对不锈钢金属网以及纤维布的超疏水制备试验后发现，超疏水材料在油水分离中具有多方面得应用，通过不同的方式均能够达到对水资源进行净化的目标。
4 结束语
本文通过对超疏水材料以及该种材料的实际应用进行简单阐述，进而分别从超疏水材料制备、超疏水材料在不锈钢金属网中的应用、超疏水材料在纤维布中的应用三方面对该材料在油水分离中的应用进行详细的研究与分析。
经过本文对课题内容的详细研究与分析得出结论，在超疏水材料的具体应用领域中依旧存在
着较多问题。
因此，在未来的研究生活中还应进一步对超疏水材料在水资源净化方面的应用进行详细的研究与分析。
希望本文能够为超疏水材料在油水分离中的应用研究提供几点参考性建议，并为水资源的净化处理技术发展提供积极的促进作用。
参考文献
[1] 李芳，贾坤，李其明，等.静电纺丝制备超疏水/超亲油空心微球状PVDF 纳米纤维及其在油水分离中的应用[J].化工新型材料，2016，26（03）：223-225.
[2] 娄燕，郑龙珍，郭赞如，等.超疏水-超亲油纤维膜的构筑及其在油水分离中的应用[J].化工新型材料，2017，26（01）：142-144.
[3] 彭斌，刘文婷，苏扬帆，等.聚丙烯超疏水纤维膜的制备及其在油水分离中的应用[J].化工新型材料，2016，26（10）：227-229.。