曾丽等：埃洛石纳米管的疏水改性及其复合材料的研究进展 737· 性，将改性后的悬浮液喷涂在尼龙网上，其表现出 较高的油水分离效率.图6(a)~(c)展示了将有机 硅烷修饰后的HNTs(HNTs@POS)喷涂在尼龙网 Water Oil-water mixture 上用于油水分离的过程示意图，涂层覆盖的尼龙 滤网首先被固定在烧杯顶部，然后将油（二氯甲 mR 烷)和水的混合物倒在滤网上，由于HNTs@POS 的高亲油性，二氯甲烷可以浸润并逐渐渗透滤网， 滴入下面的烧杯中：相反，由于HNTs@POS涂层 的超疏水性，水被保留在滤网上.该滤网表现出了 图4油水分离原理图 较高的分离效率和好的可回收性，循环使用5次 Fig.4 Schematic diagram of oil-water separation 后其油水分离效率几乎没有降低0 其稳定性好，可重复使用（图5(g).图6(c)为油 为了增强疏水材料的机械稳定性以及与基底 水分离装置，以一定的速度将油水混合物注入M 的附着力，可在疏水改性后的材料中加入环氧树 CTIN2海绵中，静置一段时间后，红色油被M- 脂，环氧树脂的引人提高了涂层的成膜性能，提高 CT1N2海绵吸收，水流入管底.多孔复合材料表现 了涂层的稳定性（图6(d)).如图6(e)所示，材料 出良好的油水分离能力，分离效率高达98.7%，在 的静态水接触角(WCA)为154°，滚动角(WSA)为 油水分离方面具有很大的潜力胸 1.5°.网格复合材料用于分离正己烷、异辛烷、石 此外，可通过喷涂的方法将基于HNTs的疏水 油醚等有机物和水的混合物（图6(）)，分离效率 材料涂覆在商用滤网上，赋予其油水分离的功能 高达98%以上.在对正己烷/水混合物进行25次 例如，预先使用长烷基链硅烷对HNTs进行疏水改 分离后，该滤网仍保持约98%的分离效率.由于环 a 6 -1-1-3 HNTs (d) 0.30 ☐Porosity□Debsity (e)120 0.25 100 fied 0.20 0.15 Caaaun 80 60 010 % (c) 60694020000 0.05 Chi CTIN Ch CT2NI CTINI CTINZ nple ( (g) 4 2 form 2 3 Tolu Cycles Sunflo Organic solvents 图5制备和改性海绵的工艺示意图(a):海绵形貌的扫描电镜图像(b):油水分离实验装置(c):海绵的孔隙度和密度(d):复合海绵改性前后的水 接触角()：改性的复合海绵对有机试剂的最大吸油能力（每克改性复合海绵吸收有机试剂质量）()：改性的复合海绵对葵花籽油的循环吸收能 (g)胸 Fig.5 Schematic illustration(a)of the preparation process of modified sponges;SEM images(b)of the morphologies of sponges;oil-water separation experiment(c),the porosity and density of sponges(d);water contact angles (e)of composite sponges before and after modification;the maximum oil absorption ratios of organic solvent (f)cycle absorption capacity of sunflower seed oil (g)其稳定性好，可重复使用（图 5（g））. 图 6（c）为油 水分离装置，以一定的速度将油水混合物注入 M￾CT1N2 海绵中 ，静置一段时间后 ，红色油 被 M￾CT1N2 海绵吸收，水流入管底. 多孔复合材料表现 出良好的油水分离能力，分离效率高达 98.7%，在 油水分离方面具有很大的潜力[86] . 此外，可通过喷涂的方法将基于 HNTs 的疏水 材料涂覆在商用滤网上，赋予其油水分离的功能. 例如，预先使用长烷基链硅烷对 HNTs 进行疏水改 性，将改性后的悬浮液喷涂在尼龙网上，其表现出 较高的油水分离效率. 图 6（a）～（c）展示了将有机 硅烷修饰后的 HNTs（HNTs@POS）喷涂在尼龙网 上用于油水分离的过程示意图，涂层覆盖的尼龙 滤网首先被固定在烧杯顶部，然后将油（二氯甲 烷）和水的混合物倒在滤网上. 由于 HNTs@POS 的高亲油性，二氯甲烷可以浸润并逐渐渗透滤网， 滴入下面的烧杯中；相反，由于 HNTs@POS 涂层 的超疏水性，水被保留在滤网上. 该滤网表现出了 较高的分离效率和好的可回收性，循环使用 5 次 后其油水分离效率几乎没有降低[10] . 为了增强疏水材料的机械稳定性以及与基底 的附着力，可在疏水改性后的材料中加入环氧树 脂，环氧树脂的引入提高了涂层的成膜性能，提高 了涂层的稳定性（图 6（d））. 如图 6（e）所示，材料 的静态水接触角（WCA）为 154°，滚动角（WSA）为 1.5°. 网格复合材料用于分离正己烷、异辛烷、石 油醚等有机物和水的混合物（图 6（f）），分离效率 高达 98% 以上. 在对正己烷/水混合物进行 25 次 分离后，该滤网仍保持约 98% 的分离效率. 由于环 Water Oil Oil-water mixture 图 4    油水分离原理图 Fig.4    Schematic diagram of oil-water separation (a) (c) (b) (d) (f) (e) (g) Chitin Epichlorohydrin Freeze drying HNTs Br Oil Water 60 ℃ 90 Porosity Debsity Origin Modified 80 70 60 50 40 30 120 100 80 60 40 20 0 20 Sample Sample 1 2 3 4 5 Cycles 10 0 7 6 5 4 3 2 1 0 12 10 8 6 4 2 0 Chitin Toluene Sunflower oil Dichloromethane Hexane Chloroform Acetone CT2N1 CT1N1 CT1N2 CT1N4 Chitin CT2N1 CT1N1 CT1N2 CT1N4 Porosity/ % Density Contact angle/(°) 0.30 0.25 0.20 0.15 0.10 0.05 0 Organic solvents Absorption capacity of M-CT1N2 Absorption capacity 图 5    制备和改性海绵的工艺示意图（a）；海绵形貌的扫描电镜图像（b）；油水分离实验装置（c）；海绵的孔隙度和密度（d）；复合海绵改性前后的水 接触角（e）；改性的复合海绵对有机试剂的最大吸油能力（每克改性复合海绵吸收有机试剂质量）（f）；改性的复合海绵对葵花籽油的循环吸收能 力（g） [86] Fig.5    Schematic illustration (a) of the preparation process of modified sponges; SEM images (b) of the morphologies of sponges; oil-water separation experiment (c); the porosity and density of sponges (d); water contact angles (e) of composite sponges before and after modification; the maximum oil absorption ratios of organic solvent (f); cycle absorption capacity of sunflower seed oil (g)[86] 曾    丽等： 埃洛石纳米管的疏水改性及其复合材料的研究进展 · 737 ·