超浸润性可逆切换的超双疏复合海绵材料的制备及油水分离应用

摘要

通过简单的溶胶-凝胶法制备了全氟癸基三甲氧基硅烷(PFDMS)-正癸酸(DA)-TiO2溶液,经浸泡后得到PFDMS-DA-TiO2超双疏海绵.PFDMS-DA-TiO2超双疏海绵在质量分数为25wt％～28wt％的氨气诱导下,表面浸润性由超双疏切换为超亲水-空气中超疏油.利用FTIR和SEM对改性前后PFDMS-DA-TiO2海绵表面进行表征,分析其化学组成和表面形貌,研究了DA的体积比对PFDMS-DA-TiO2超双疏海绵表面浸润性可逆切换效果的影响,并对其耐盐性、耐磨性及油水分离性能进行了测试.结果 表明:DA的最佳体积比为5.8％,其油水分离效率与通量分别可达99.6％、4 775 L/(m2·h).PFDMS-DA-TiO2超双疏海绵经磨损实验及在质量分数为3.5wt％的NaCl溶液中浸泡12h后,均保持优异的超双疏性能,表现出较高的耐磨性和耐盐性.经氨气诱导,其表面浸润性在超双疏与超亲水-空气中超疏油之间可逆切换20次后,两种润湿性能仍能各自保持稳定,可用于实际工业中高效可控地分离油水混合物.