Page 87 - 《精细化工》2020年第6期

第 37 卷第 6 期 精 细 化 工 Vol.37, No.6
202 0 年 6 月 FINE CHEMICALS June 2020

功能材料
粉煤灰超疏水不锈钢网的制备及油水分离

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张雪梅 ，王 航 ，郝彬彬 ，王 广 ，牛凤兴 ，高云艳
（1. 延安大学 化学与化工学院，陕西省化学反应工程重点实验室，陕西 延安 716000；2. 宁夏百川新
材料有限公司，宁夏 银川 750409；3. 陕西精益化工有限公司，陕西 榆林 719000）
摘要：采用树脂粘接法，将硬脂酸修饰后的粉煤灰用环氧树脂粘接在不锈钢网骨架表面，制备了超疏水不锈钢
网，并对其进行了 TEM、SEM、FTIR 和接触角等表征。结果显示，在高倍显微镜下改性后的超疏水不锈钢网
表面呈一定粗糙度的微纳米分级结构，静态水接触角高达 153°。此外，该超疏水不锈钢网具有良好的机械稳定
性和超疏水耐久性，其表面经机械磨损 100 次后水静态接触角仍高达 141°。该材料用于多种油/有机溶剂与水混
合液的分离中，分离效率均高于 94%。
关键词：超疏水；粉煤灰；不锈钢网；环氧树脂；油水分离；功能材料
中图分类号：X703; TQ424 文献标识码：A 文章编号：1003-5214 (2020) 06-1153-05

Preparation of fly ash superhydrophobic mesh for

effectiveoil-water separation

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ZHANG Xuemei , WANG Hang , HAO Binbin , WANG Guang ,
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NIU Fengxing , GAO Yunyan
（1. Shaanxi Key Laboratory of Chemical Reaction Engineering, Department of Chemistry and Chemical Engineering,
Yan'an University, Yan'an 716000, Shaanxi, China; 2. Baichuan New Materials Co., Ltd., Yinchuan 750409, Ningxia,
China; 3. Shaanxi Jingyi Chemical Co., Ltd., Yulin 719000, Shaanxi, China）
Abstract: Superhydrophobic stainless steel mesh was prepared by using epoxy resin to bondthe stearic acid
modified fly ash on the surface of stainless steel mesh skeleton. The as-prepared mesh was characterized by
TEM, SEM, FTIR, and contact angle measurement. The results showed the surface of the modified super
hydrophobic stainless steel mesh under high power microscope exhibited a micro-nanohierarchical structure
with a certain roughness, and the water contact angle of the mess was up to 153°. In addition, the
as-prepared stainless steel mesh had good mechanical stability and superhydrophobic durability. The water
contact angle of the surface was still as high as 141° after 100 mechanical abrasion tests. The material was
used in the separation of various oil/organic solvents and water mixtures, and the separation efficiency was
all higher than 94%.
Key words: superhydrophobicity; flyash; stainless steel mesh; epoxyresin; oil/water separation; functional
materials

油污染水源已经成为全球亟需解决的重要环境 捷油回收性能，受到了国内外研究者的广泛关注 [1-4] 。
问题之一。目前，工业处理含油废水主要采用吸附 当油水混合液与超疏水表面接触时，由于超疏
法，但吸附剂在吸附油类有机物的同时也会吸附水 水表面自身的超疏水性，可以阻隔水与该表面接触。
分子，这种较差的吸附选择性极大地限制了这类材料 同时，由于其自身的超亲油性，可以将油吸附在表
在油水分离领域的应用，造成了能量浪费和环境污 面，从而实现油水分离。目前，不锈钢网由于耐高温、
染。而超疏水界面材料由于其特殊的表面浸润性和快 耐腐蚀且可根据分离设备形状任意折叠等特性，在油

收稿日期：2019-12-07; 定用日期：2020-02-17; DOI: 10.13550/j.jxhg.20191150
基金项目：陕西省教育厅重点实验室项目（17JS141）；陕西省大学生创新创业训练计划项目（S201910719048）。
作者简介：张雪梅（1987—），女，硕士，讲师，E-mail：zxmysmm@126.com。