Page 34 - 《精细化工》2021年第6期

·1096· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 38 卷

速透过网面落入下部的烧杯中（图 6b）；由于网面 优异的超疏水性能。图 8b 为 ZnO 超疏水不锈钢网
面积有限，将分离的水倒入左侧烧杯，继续进行油 浸泡在浓度为 1 mol/L 的 NaCl 溶液中 24 h，其网面
水分离实验（图 6c）；油水分离结束后，水和正己 水接触角随时间的变化。结果表明，暴露在高盐环
烷分别位于各自烧杯中（图 6d）。整个分离过程没 境中，该网面的水接触角随着时间的增加略有减小，
有其他外力，仅在重力作用下进行。图 6d 插图显示 但均大于 150°，仍然具有超疏水特性。这一耐盐性
油水分离结束后，收集到水 5.9 mL，正己烷 5.6 mL， 能在油水分离的实际应用中非常重要。
按照公式（1）计算得到制备的超疏水不锈钢网对水
的分离效率为 98.3%，这表明不锈钢网具有较高的
分离效率。
2.6 耐磨性和稳定性分析
为了评价 ZnO 超疏水不锈钢网的机械耐磨性
能，使用砂纸进行磨损测试实验，示意图如图 7a 所
示。在 50 次磨损循环后，将水滴滴在其表面，水滴
呈现近似球状（图 7b），测量磨损后 ZnO 超疏水不
锈钢网的水接触角为 147°。通过 SEM 观察磨损后
的 ZnO 超疏水不锈钢网面微观形貌（图 7c），网格
上凸起的微纳米结构骨架稍有磨损，ZnO 沉积层部
分脱落致使一些区域出现几十微米的空隙，但对该
材料的超疏水性能影响较小。以上结果表明，ZnO
超疏水不锈钢网具有优异的机械耐磨性。

图 8 ZnO 超疏水不锈钢网分离循环稳定性（a）及耐盐
性（b）
Fig. 8 Separation cyclic stability (a) and salt resistance
(b) of ZnO superhydrophobic stainless steel mesh

同时对 ZnO 超疏水不锈钢网进行吸油实验以确认
网面直接从水表面分离油污的性能，结果如图 9 所示。

图 7 ZnO 超疏水不锈钢网机械耐磨性测试示意图（a），
磨损后表面水滴（b，插图为接触角），磨损后表面
形貌 SEM（c）
Fig. 7 Schematic diagram for mechanical wear resistance
test on ZnO superhydrophobic stainless steel mesh
(a), surface water droplets after wear (b,the insert is
contact angle), SEM image of surface morphology
after wear (c)

图 8 为 ZnO 超疏水不锈钢网分离循环稳定性及
耐盐性结果。超疏水不锈钢网经油水分离后，将其
浸泡在无水乙醇中 15 min，之后取出在 60 ℃下干燥
1 h，即为再生的 ZnO 超疏水不锈钢网。
如图 8a 所示，第 20 次分离循环后，ZnO 超疏
水不锈钢网对水的分离效率仍高于 95.5%，这表明
ZnO 超疏水不锈钢网具有良好的循环稳定性。此外， 图 9 ZnO 超疏水不锈钢网吸收表面油污性能
Fig. 9 Absorption performance of ZnO superhydrophobic
ZnO 超疏水不锈钢网在苛刻的环境条件下也表现出 stainless steel mesh for surface oil