·738 工程科学学报，第43卷，第6期 (a) (b) (c) WCA=154° WSA=1.5° (d) e HDTMS (①100 HNTs HDTMS-HTNs Stirring 92 Spraying Acetone solution 女 of epoxy resin Organic solvents 图6二氯甲烷（油红染色）/水（亚甲基蓝染色）混合物(a):油水混合物的分离过程(b~c):合成超疏水高聚物基状结构的示意图()：水接触角 和滚动角图像(e:涂层网格对不同油水混合物分离效率(f)啊 Fig.6 Dichloromethane (dyed with oil red)/water(dyed with methylene blue)mixture (a),the separation processes(b-c)of the oil/water mixture using the coated mesh!;schematic illustration(d)of the fabrication of the superhydrophobic halloysite-based mesh;the water contact angle and slide angle on the mesh (e)efficiency of different oil-water mixture separations with the coated mesh(f 氧树脂的加入，网状复合材料具有良好的化学和 率，相比纯PVDF超滤膜，M2-3的分离效率明显增 机械稳定性，可以承受热水、强碱、强酸、砂磨和 加，且均大于90%.此外，APTES-HNT/PVDF膜具 高静水压力⑧7相比于吸收型材料，过滤型材料对 有良好的耐油性能，经3次循环实验后，其效率仍 网孔径的大小有要求，过大的孔径会影响到油水 可达到82.9%2叫 分离的效果84-8) 目前，基于HNT油水分离的主要手段可以分 除了将疏水改性的HNTs涂覆于滤网表面能 为滤网的选择性过滤和多孔材料的选择性吸收 够实现油水分离之外，将改性的HNTs作为组成单 在使用滤网对油水混合物进行过滤时，一般是由 元与有机聚合物复合，可构建孔径可调的油水分 压力或重力驱动，因此需要预先将油水混合物收 离滤膜.如图7(a)所示，用3-氨基丙基三乙氧基硅 集，再进行过滤，工艺复杂：而在使用多孔材料对 烷(APTES)对HNTs进行表面功能化修饰，将不同 油水混合物进行选择性吸收后，需借助外力挤压 比例的修饰后HNTs加入聚偏二氟乙烯(PVDF) 等手段以实现多孔材料的重复利用因此，在未 中，可获得PVDF超滤膜.其中，MO表示纯的PVDF 来工作中，仍需对HNT的复合滤网和多孔材料进 膜，M1表示加入了3%HNTs的膜，M2-1、M2-2和 行理性设计并对材料理化性质进行精准调控，如孔 M2-3分别表示加入1%、2%、3%硅烷修饰后HNTs 隙率、表面能和微纳结构，以提高油水分离效率 的膜，分别对应图7(b)中的(1)~(5)，(6)为(5)的 2.3纳米药物载体 放大图.由图7(b)和(c)可知，HNTs的加入可以增 HNTs还具有很好的生物相容性，可以用作装 大膜的孔径，而疏水修饰后的HNTs在膜中的分散 载和持续释放药物的纳米载体.药物分子被包裹 性更均匀，膜的孔径更大.图7(d)~(g)展示了 在其中，以改变药物释放的速率、时间和靶向部 M2-3样品对四种不同类型的油水乳液的分离效 位.此外，这一策略可以有效地保护药物，防止酸、氧树脂的加入，网状复合材料具有良好的化学和 机械稳定性，可以承受热水、强碱、强酸、砂磨和 高静水压力[87] . 相比于吸收型材料，过滤型材料对 网孔径的大小有要求，过大的孔径会影响到油水 分离的效果[84−85] . 除了将疏水改性的 HNTs 涂覆于滤网表面能 够实现油水分离之外，将改性的 HNTs 作为组成单 元与有机聚合物复合，可构建孔径可调的油水分 离滤膜. 如图 7（a）所示，用 3-氨基丙基三乙氧基硅 烷（APTES）对 HNTs 进行表面功能化修饰，将不同 比例的修饰后 HNTs 加入聚偏二氟乙烯（PVDF） 中，可获得 PVDF 超滤膜. 其中，M0 表示纯的 PVDF 膜 ，M1 表示加入了 3%HNTs 的膜，M2-1、M2-2 和 M2-3 分别表示加入 1%、2%、3% 硅烷修饰后 HNTs 的膜，分别对应图 7（b）中的（1）～（5），（6）为（5）的 放大图. 由图 7（b）和（c）可知，HNTs 的加入可以增 大膜的孔径，而疏水修饰后的 HNTs 在膜中的分散 性更均匀，膜的孔径更大. 图 7（d）～（g）展示了 M2-3 样品对四种不同类型的油水乳液的分离效 率，相比纯 PVDF 超滤膜，M2-3 的分离效率明显增 加，且均大于 90%. 此外，APTES-HNT/PVDF 膜具 有良好的耐油性能，经 3 次循环实验后，其效率仍 可达到 82.9% [21] . 目前，基于 HNT 油水分离的主要手段可以分 为滤网的选择性过滤和多孔材料的选择性吸收. 在使用滤网对油水混合物进行过滤时，一般是由 压力或重力驱动，因此需要预先将油水混合物收 集，再进行过滤，工艺复杂；而在使用多孔材料对 油水混合物进行选择性吸收后，需借助外力挤压 等手段以实现多孔材料的重复利用[88] . 因此，在未 来工作中，仍需对 HNT 的复合滤网和多孔材料进 行理性设计并对材料理化性质进行精准调控，如孔 隙率、表面能和微纳结构，以提高油水分离效率. 2.3    纳米药物载体 HNTs 还具有很好的生物相容性，可以用作装 载和持续释放药物的纳米载体. 药物分子被包裹 在其中，以改变药物释放的速率、时间和靶向部 位. 此外，这一策略可以有效地保护药物，防止酸、 (a) (d) (e) (f) HDTMS HNTs HDTMS-HTNs Spraying Stirring Acetone solution of epoxy resin (b) (c) WCA=154° WSA=1.5° 100 98 96 Separation efficiency/ % 94 92 90 88 86 Organic solvents n-Hexane Isooctane Petroleum ether Vegetable oil Xylene 图 6    二氯甲烷（油红染色）/水（亚甲基蓝染色）混合物（a）；油水混合物的分离过程（b～c） [10] ；合成超疏水高聚物基状结构的示意图（d）；水接触角 和滚动角图像（e）；涂层网格对不同油水混合物分离效率（f） [87] Fig.6    Dichloromethane (dyed with oil red)/water (dyed with methylene blue) mixture (a); the separation processes (b‒c) of the oil/water mixture using the coated mesh[10] ; schematic illustration (d) of the fabrication of the superhydrophobic halloysite-based mesh; the water contact angle and slide angle on the mesh (e); efficiency of different oil-water mixture separations with the coated mesh (f)[87] · 738 · 工程科学学报，第 43 卷，第 6 期