福州大学等用于乳液分离的超疏水碳纳米管

成果简介

超疏水表面机械稳定性差是限制其广泛应用的根本原因。本文,福州大学林有希教授团队在《ACSAppl.NanoMater.》期刊发表名为“SuperhydrophobicCarbonNanotube–MetalRubberCompositesforEmulsionSeparation”的论文,研究具有三维弹性多孔特性的金属橡胶(MR)被用作衬底。通过对多壁碳纳米管悬浮液的抽吸和过滤,将多壁碳纳米管(MWCNTs)填充到MR的孔隙中。采用原位键合方法,通过聚二甲基硅氧烷(PDMS)将多壁碳纳米管固定在MR孔中。因此,构建了一种具有三维网络框架保护的超疏水材料。利用平面随机分割理论和深层过滤理论模型,研究了超疏水MR的乳液分离机理。通过对分离过程中深度保留效应的分析,预测了乳状液的分离效率。此外,结果表明,所制备的超疏水MR对润滑油水包乳液具有良好的净化能力和优异的机械和化学稳定性。

图文导读

图1.MR/MWCNTs-PDMS的制备过程

图2.MR和MR/MWCNTs-PDMS的表征

图3.泊松线模型。

图4.MR深度保留效果。

图5(a)MR/MWCNTs-PDMS砂纸摩擦测试,(b)摩擦前MR/MWCNTs-PDMS的SEM图像。(c)摩擦后MR/MWCNTs-PDMS的SEM图像。(d)反复磨损后MR/MWCNTs-PDMS的表面接触角和质量的变化。(e)摩擦后过滤膜的分离效率和通量。1-4分别代表发动机油、液压油、齿轮油和变速箱油。

图6.(a)MR静态加载-卸载测试。(b)原始MR、MR/MWCNTs和MR/MWCNTs-PDMS力-位移曲线图。(c)力传感器和MR放大图。(d)MR/MWCNTs-PDMS循环负载测试。

文献:




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