Page 88 - 《精细化工》2020年第6期
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·1154·                            精细化工   FINE CHEMICALS                                 第 37 卷

                                                     [7]
            水分离领域具有良好的应用前景               [5-6] 。YIN 等 用飞       本尼康株式会社。
            秒激光诱导法制备了周期性纳米波纹结构单位超亲                             1.2   超疏水不锈钢网的制备
            水和水下超疏油不锈钢网，所制备的筛网可实现多                                 将 100 目不锈钢网表面用乙醇和蒸馏水交替洗
                                            [8]
            种油水混合物的分离。BELETA 等 用纳米 TiO 2 颗                     涤，随后晾干备用。粉煤灰经球磨机粉碎后过 200
            粒和聚二甲基硅氧烷在不同孔径的金属网上制备出                             目筛，用乙醇和蒸馏水交替洗涤，完全干燥后备用。
                                  [9]
            超疏水涂层。WANG 等 通过铜纳米粒子的原位生                           取一定量的粉煤灰分散在质量分数为 2%的硬脂酸
            长和疏水改性来制造超疏水和超亲油性不锈钢网。所                            乙醇溶液中，表面改性 2  h 后过滤，置于鼓风干燥
            获得的筛网表现出良好的抗机械磨损、耐腐蚀性溶                             箱完全干燥后粉碎，过 200 目筛，得到改性后的粉
            液和耐热水的性能。但现有的报道中多采用昂贵的                             煤灰颗粒。配制环氧树脂 E44 和固化剂 T31 混合的
            低表面能试剂、特殊的设备和复杂的制备过程。因                             丙酮溶液，环氧树脂 E44 和固化剂 T31 的质量比为
            此，开发一种选择吸油性能好、油水分离效率高、回                            4∶1，丙酮与环氧树脂 E44 的质量比为 5∶1。将不
            收油品快捷及价格低廉的超疏水不锈钢网材料已迫                             锈钢网骨架表面均匀地刷涂上树脂溶液，再将改性
            在眉睫。这不仅是为了达到中国规定含油废水允许                             后的粉煤灰机械分散在未固化的树脂不锈钢网表
            排放的浓度标准，也是提高油水混合物分离效率、降                            面，置于 50 ℃下固化 3 h 后得到粉煤灰超疏水不锈
            低分离成本及油类有机物回收的关键所在。                                钢网，具体过程见图 1。
                 粉煤灰颗粒由于其自身分级尺寸的特点，是一
            种构筑超疏水表面微纳米结构优良的材料。本文提
            供一种利用树脂粘结制备超疏水不锈钢网的方法。
            首先，将粉煤灰用硬脂酸溶液进行表面修饰；然后，
            采用双酚 A 型环氧树脂将改性后的粉煤牢固地粘结
            在不锈钢网骨架表面，得到超疏水不锈钢网材料。本                                   图 1    超疏水不锈钢网制备流程示意图
            文将工业废弃物粉煤灰用于构筑超疏水材料表面，并                            Fig. 1    Schematic steps for the preparation of superhydrophobic
                                                                     stainless steel mesh
            用于油水混合物的分离，这不仅可给化工企业带来
            巨大的经济效益，还会产生长远的环境效益。因此，                            1.3   结构表征与性能测试
            开展粉煤灰超疏水不锈钢网的研究，对工业生产和                                 接触角测试：使用体积为 4 μL 的去离子水作为
            生活中含油废水处理技术进步及可持续发展具有重                             测试液体，通过仪器自带的软件分析得到样品的接
            要的战略意义。                                            触角值。FTIR 测试：采用溴化钾压片法对粉煤灰和
                                                               改性粉煤灰样品进行 FTIR 测试，波数范围 3100~
            1   实验部分                                                 –1
                                                               400 cm 。SEM 测试：加速电压为 20 kV。TEM 测
                                                               试：在加速电压 200 kV 时观察粉煤灰颗粒形貌。
            1.1   材料与仪器
                 不锈钢网（100 目），购于延安市宝塔区；硬
                                                               2   结果与讨论
            脂酸，分析纯，国药集团化学试剂有限公司；粉煤
            灰，内蒙古中煤远兴能源化工有限公司；油红 O、亚                           2.1   表面润湿性
            甲基蓝，分析纯，上海麦克林生化科技有限公司；无                                金属网表面浸润性见图 2。
            水乙醇、丙酮、正己烷、正辛烷、十六烷、氯仿，分                                为测试粉煤灰不锈钢网的超疏水性，将亚甲基
            析纯，天津市天力化学试剂有限公司；双酚 A 型环                           蓝染色的水滴分别滴在原始不锈钢网、树脂涂覆的
            氧树脂 E44、酚醛胺环氧树脂固化剂 T31，巴陵石                         不锈钢网、超疏水不锈钢网表面，如图 2a 所示。通
            化有限公司；柴油，中国石油化工集团有限公司；                             过对比发现，原始不锈钢网和树脂涂覆的不锈钢网
            芝麻油，山东鲁花集团有限公司。                                    表面水滴呈铺展状态，而超疏水不锈钢网表面水滴
                 DMo-501 接触角测试仪，日本协和界面科学株                      接近球状，表面改性后的不锈钢网较原始不锈钢网
            式会社；TENSORⅡ傅里叶变换红外光谱仪，德国                           的疏水性大大提高。将原始不锈钢网和超疏水不锈
            Bruker 公司；EVO-18 扫描电子显微镜（SEM），德                    钢网置于水中，如图 2b 所示。原始不锈钢网沉入水
            国 ZEISS 公司；JEM-2100 透射电子显微镜（TEM），                  中，而超疏水不锈钢网浮于水面，将亚甲基蓝染色
            日本电子株式会社；DECO-PBM-V-2L-A 球磨机，长                     的水滴滴在其表面仍保持球状。超疏水不锈钢网经
            沙市德科仪器设备有限公司；DHG-9013A 鼓风干燥                        接触角测试仪检测其表面浸润性，测量的水接触角
            箱，上海一恒科学仪器有限公司；D5600 相机，日                          值高达 153°，如图 2c 所示。表明改性后的不锈钢网
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