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高通量和机械稳定性可回收油水分离网的空气超亲水-超疏油二氧化硅基涂层( Air Superhydrophilic-Superoleophobic SiO2-Based Coatings for Recoverable Oil/Water Separation Mesh with High Flux and Mechanical Stability )
Wei Xiong Ling Li Fen Qiao Junwu Chen Yi Xie
由于水和油之间表面张力的固有差异，尽管在油水分离领域具有很好的潜力，但制备空气超亲水-超疏油材料仍然是一个挑战。本文提出了一种利用亲水性基团（即-OH基团）和疏油性基团（即氟化基团）对SiO2纳米粒子表面进行可控修饰并构建多孔和分级结构的方法来制备空气超亲水-超疏油性SiO2涂层。采用碱催化法在氨水或NaOH存在下合成了羟基修饰的SiO2纳米粒子。引入壳聚糖季铵盐(HACC),通过HACC与-OH形成独特的氢键结合SiO2,然后加入十五氟辛酸(PFOA)与HACC络合形成氟化基团。采用喷涂法在玻璃、泡沫和铜网等不同基体上制备了SiO2涂层,并用SEM、FTIR、XPS等对涂层进行了表征,涂层表面的油（泵油、蓖麻油、玉米油、十六烷和豆油）与水的接触角分别大于150°和接近0°。经优化,具有代表性的SiO2涂层Cu网对水/泵油混合物的分离效率为99.2%,穿透通量为1.41×10L·m·h。在砂纸磨损110次或在水中浸泡3 h后,涂层仍保持超亲水-超疏油性能。经过20次油水分离循环后，涂层的分离效率可达97.93%。本研究提供了一种新的、通用的方案来制造具有有效的油水分离性能、长期耐用性和突出的重复使用性的独特的超润湿表面。
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