Page 195 - 《精细化工》2021年第7期

第 7 期 肖 乾，等: 一种磁性-超疏水棉纤维的制备及性能 ·1477·

图 6 DTES-PDA-Fe 3 O 4 改性棉纤维表面水接触角测量图
（a）；NaOH（深红色）、HCl（鲜红色）、NaCl（蓝
色）、水（无色）溶液在 DTES-PDA-Fe 3 O 4 改性棉
纤维表面的状态图（b）；DTES-PDA-Fe 3 O 4 改性棉
纤维在磁铁作用下吸附油类物质图（c）；原棉纤维
和 DTES-PDA-Fe 3 O 4 改性棉纤维 AFM 图（d）
Fig. 6 The water contact angle measurement diagram of
the DTES-PDA-Fe 3 O 4 modified cotton fiber surface

图 5 DTES-PDA-Fe 3 O 4 改性棉纤维 EDS 线扫元素组成和 (a); the state diagram of NaOH (scarlet), HCl (red),
含量图（a）；DTES-PDA-Fe 3 O 4 改性棉纤维 EDS 面 NaCl (blue), and water (colorless) solutions on the
surface of the DTES-PDA-Fe 3 O 4 modified cotton
扫元素组成分布图（b 1 ~b 3 ）；磁片对 DTES-PDA- fiber (b); pictures of DTES-PDA-Fe 3 O 4 modified
Fe 3 O 4 改性棉纤维的作用（c）；原棉纤维和 DTES- cotton fiber adsorption of oily substances under the
PDA-Fe 3 O 4 改性棉纤维在水中状态图（d） action of a magnet (c); AFM images of raw cotton
Fig. 5 EDS line scan element composition and content fiber and DTES-PDA-Fe 3 O 4 modified cotton fiber (d)
diagram of modified cotton fiber (a); EDS surface
scanning elemental composition distribution diagrams 粗糙度与材料的疏水性相关，由 Wenzel 公式 [32]
of modified cotton fiber (b 1 ~b 3 ); effect of magnetic
disk on modified cotton fiber (c); raw cotton fiber 可知，当涂层的静态水接触角大于 90°时，基体材
and modified cotton fiber in water state diagram (d) 料粗糙度越大，其静态水接触角越大。由图 6a 可知，

为了更直观地说明 DTES-PDA-Fe 3 O 4 改性棉纤 水滴在 DTES-PDA-Fe 3 O 4 改性棉纤维表面无法停
维的超疏水性和表面粗糙度变化，对棉纤维和 留，这是因为，水滴与 DTES-PDA-Fe 3 O 4 改性棉纤
DTES-PDA-Fe 3 O 4 改性棉纤维进行水接触角测量和 维表面的作用力同水滴与毛细管的作用力相比要
AFM 测试，结果如图 6 所示。 小，使得水滴无法从毛细管滴落，说明 DTES-PDA-

Fe 3 O 4 改性棉纤维具有超高疏水性，其水接触角大于
160°。由图 6b 可见，在室温下 NaOH 溶液、HCl 溶
液、NaCl 溶液、水溶液等都能长时间稳定存在于
DTES-PDA-Fe 3 O 4 改性棉纤维表面而不被吸附，说
明改性棉纤维具有耐酸、碱、盐等性能。从图 6c 可
以看出，DTES-PDA-Fe 3 O 4 改性棉纤维能在磁铁作
用下吸附水中的石油醚，说明 DTES-PDA-Fe 3 O 4 改
性棉纤维具有磁性。由图 6d 可以直观地看出，
DTES-PDA-Fe 3 O 4 改性棉纤维与原棉纤维相比，其
表面粗糙度 1.72 倍，纳米粒子在纤维表面附着使得
表面粗糙度提升，以上数据为棉纤维的超高疏水性
提供了直接证明。
2.3 吸附性测试
DTES-PDA-Fe 3 O 4 改性棉纤维的吸附性能结果
如表 1 所示。
由表 1 可知，DTES-PDA-Fe 3 O 4 改性棉纤维对
氯仿具有超高吸附性能，吸附量为自身质量的 8.96