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.

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

郭晨晨;张云龙;王瑜;丁翠翠;黄六莲;陈礼辉;张敏

福建农林大学 材料工程学院,福州 350108;福建工程学院 生态环境与城市建设学院,福州 350118

复合材料学报

[1]郭晨晨;张云龙;王瑜;丁翠翠;黄六莲;陈礼辉;张敏-.Fe3O4/聚二甲基硅氧烷改性胶原海绵及其油水分离性能)[J].复合材料学报,2022(10):4652-4663

15vol

Fe3O4,聚二甲基硅氧烷,油水分离性能,复杂环境,循环使用,用海,浸渍法,PDMS,四氧化三铁,纳米颗粒,复合改性,超疏水,水胶,原基,复合海绵,COL,化学结构,水接触角,FTIR,XPS,FE,纳米粒子,造表,表面粗糙,粗糙结构,多种不同,油相,正己烷,乙酸乙酯,真空泵油,花生油,吸附量,分离效率,连续循环,磁性,有效分离,水包油乳液,外加磁场,磁场作用,操控性,阻燃性能,近红外光,光热响应,热响应性,吸附分离,中固,油脂,水体系,水污染物,磁场效应,光热转换

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