超亲水-水下超疏油镍镀层材料制备及其油水分离性能研究

摘要

目的为进一步解决油水分离材料目前存在的制备成本高、制备流程复杂和药品种类繁多的问题。方法提出一种以不锈钢网为基底,运用一步电化学沉积法制备超亲水-水下超疏油材料的方法。在电沉积的过程中,阴极表面发生还原反应生成金属Ni,通过调整制备过程中的时间、电流、温度,进一步优化参数,使阴极材料表面形成一种钟乳石状的微纳米粗糙结构。利用接触角测试仪测定其接触角,同时采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线能谱仪(EDS)和X射线衍射仪(XRD)对其进行表征分析。结果制备超亲水-水下超疏油材料的最优条件为:电流0.6 A,电沉积时间23 min,温度50℃。在该条件下制备的阴极镍镀层材料,其表面在水下的油接触角(OCA)达到152°±3°,在空气中的水接触角(WCA)达到0°,表现出超亲水-水下超疏油性能。在油水分离实验中,阴极镍镀层材料对正己烷的分离效率最高,达到了99.3%,并在20次油水分离循环实验过程中保持了相对稳定的分离效率,同时表现出高效耐用的油水分离性能。结论通过一步电化学沉积法制备出的阴极镍镀层材料具备超亲水-水下超疏油性能,且高效耐用,油水分离效率稳定,同时具备制备成本较低、制备流程简单和药品使用种类少的优点。