水下超疏油纸基材料的制备及其油水分离性能

摘要

以阔叶浆为绿色可降解的木质纤维原料,结合打浆处理和马来酸酐(MA)以及次磷酸钠(SHP)改性,制备出具有低成本、高湿强度、良好油水分离性能和可重复使用的纸基功能材料.研究结果表明:打浆处理不仅提高了纤维的比表面积以及相互之间的交联程度,同时还实现了对纸页孔结构的优化调控;以低成本的马来酸酐为表面亲水改性剂和增湿强剂,MA/SHP改性同时提高了纸页的羧基含量和湿强度,纸页的湿强度提高到原来的4倍,最大湿强度可达其干强度的48％.改性后的纸页由于亲水性的提高,对大豆油、石油醚以及正己烷的水下油接触角均大于150°,具有水下超疏油的性质,同时油水分离效率大于99.2％.打浆度60 °SR、MA质量分数8％的样品(P60-8MA)对大豆油、石油醚以及正己烷的乳化油和油水混合物都具有高的分离效率(＞99.2％),经循环使用10次后,P60-8MA油水分离效率始终保持在99.0％以上,通量为236～247 L/(m2·h).该高湿强度、孔径可调控的水下超疏油纸基功能材料解决了传统处理方式效率低下、处理材料难以回收等问题,实现了木质纤维的高值化利用,在含乳化油废水处理中具有广阔的应用前景.