Page 30 - 《精细化工》2021年第6期

第 38 卷第 6 期 精 细 化 工 Vol.38, No.6
202 1 年 6 月 FINE CHEMICALS June 2021

功能材料
室温下 ZnO 超疏水表面的制备及其油水分离性能

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苏 莹 ，吕宝强 ，卜向前 ，李鹏宇
（1. 陕西科技大学 轻化工助剂化学与技术教育部重点实验室，陕西 西安 710021；2. 中国石油长庆油田分
公司 油气工艺研究院，陕西 西安 710021；3. 陕西科技大学 轻工科学与工程学院，陕西 西安 710021）

摘要：利用简便的液相法，在室温下于不锈钢网上沉积 ZnO 纳米片和纳米花粗糙结构，接着通过浸渍硬脂酸制
备了超疏水不锈钢网。对沉积后的不锈钢网表面形貌、晶体结构、润湿性能、耐磨性能、油水分离性能等进行
表征与测定。结果表明，该不锈钢网表面由纳米片和纳米花组成的微纳米结构 ZnO 构成，具有超疏水性，水接
触角为 161°；油水分离效率达 98.3%；具有良好的机械耐磨性；循环使用 20 次后分离效率仍保持在 95.5%以上；
在高盐环境中表现出化学稳定性。
关键词：超疏水；氧化锌；液相法；微纳米结构；油水分离；功能材料
中图分类号：TQ630；X703 文献标识码：A
文章编号：1003-5214 (2021) 06-1092-06 开放科学 (资源服务) 标识码 (OSID)：

Preparation of ZnO superhydrophobic surface at room temperature and

its oil-water separation performance

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SU Ying , LYU Baoqiang , BU Xiangqian , LI Pengyu
（1. Key Laboratory of Auxiliary Chemistry and Technology for Light Chemical Industry, Ministry of Education,
Shaanxi University of Science & Technology, Xi'an 710021, Shaanxi, China; 2. Oil & Gas Technology Institute of
Changqing Oilfield Company, PetroChina, Xi'an 710021, Shaanxi, China; 3. College of Bioresources Chemicals
Materials Engineering, Shaanxi University of Science & Technology, Xi'an 710021, Shaanxi, China）
Abstract: A simple liquid phase method was used to deposit ZnO nano-sheets and nano-flowers on the
stainless steel mesh at room temperature. Then, the superhydrophobic stainless steel mesh was prepared by
impregnating stearic acid. The surface morphology, crystal structure, wettability, wear resistance and
oil-water separation performance of the deposited stainless steel mesh were characterized and measured.
The results showed that the surface of the stainless steel mesh was composed of micro-nano structure ZnO
with nano-sheets and nano-flowers. The stainless steel mesh was superhydrophobic with a water contact
angle of 161° and had good mechanical wear resistance. The oil-water separation efficiency was 98.3%, and
the separation efficiency remained at 95.5% after 20 cycles. Moreover, it showed chemical stability in high
salt environment.
Key words: superhydrophobicity; zinc oxide; liquid phase method; micro-nano structure; oil-water
separation; functional materials

近年来，由于频繁的石油泄漏事故和工业含油 纳米结构，并修饰低表面能物质实现材料的超疏水
废水排放量的增加，油水分离成为环境保护和现代 功能，首先制造的超疏水、超亲油网膜显示出高的
化工过程中的紧迫问题 [1-4] 。因为油水分离是在两相 油水分离效率和选择性。目前，研究者已经开发出
界面上进行的，所以使用特殊润湿性材料分离是一 许多具有超疏水、超亲油性能的材料用于清洁油污，
[9]
种有效且简便的方法 [5-6] 。FENG 等 [7-8] 通过研究荷叶 例如：海绵基材料 、泡沫基材料 [10] 、碳基材料 [11] 、
表面的超疏水现象，发现可通过在材料表面构造微 网状材料 [12-13] 、滤纸 [14] 、织物 [15-16] 等。同时，已经

收稿日期：2020-09-09; 定用日期：2020-11-30; DOI: 10.13550/j.jxhg.20200842
基金项目：国家科技重大专项（2016ZX05050）；低渗透油气田勘探开发国家工程实验室开放基金（2019DE0102）
作者简介：苏 莹（1980—），女，博士，实验师，E-mail：suying8010@163.com。