剥离蒙脱石/纤维素基超疏水气凝胶的构建及高效油水分离的应用

作     者：胡雅 金学群 汤睿 徐诗琪 张海凤 陆颖琦 江露莹 廖丹葵 张寒冰 童张法 Ya Hu;Xuequn Jin;Rui Tang;Shiqi Xu;Haifeng Zhang;Yingqi Lu;Luying Jiang;Dankui Liao;Hanbing Zhang;Zhangfa Tong

作者机构：广西大学化学化工学院广西石化资源加工及过程强化技术重点实验室广西南宁530004 崇左南方水泥有限公司广西钙基材料协同创新中心广西崇左532200 广西大学资源环境与材料学院广西南宁530004 

出 版 物：《高分子材料科学与工程》 (Polymer Materials Science & Engineering)

年 卷 期：2024年第40卷第6期

页      面：56-65页

核心收录：

学科分类：083002[工学-环境工程] 0830[工学-环境科学与工程（可授工学、理学、农学学位）] 08[工学] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(22168004,22378084) 广西石化资源加工及过程强化技术重点实验室主任基金(2022Z005) 广西钙基材料协同创新研究中心项目(GJZX2022-2) 

主　　题：剥离蒙脱石 纤维素 气凝胶 超疏水 力学性能 油水分离 

摘      要：为了解决纤维素气凝胶存在的制备成本高、力学性能差、油水分离效率低等问题,将价廉易得且具有大比表面积的剥离蒙脱石(MMTex)引入到羧甲基纤维素钠(CMC)与羧基化纳米纤维素(CNF-C)的交联网络结构中,通过简单的冷冻干燥、常温浸渍法制备了超疏水的剥离蒙脱石/纤维素基气凝胶(MMTex/CMC/CNF-C)。结果表明,剥离蒙脱石的添加,进一步调控了纤维素气凝胶的孔结构,构建了致密、连续、稳定的三维蜂窝网络结构,孔隙率高达97.60%,从而协同提升了纤维素气凝胶的力学性能和吸附性能。此外,MMTex/CMC/CNF-C还表现出优越的回弹性(在60%应变下迅速恢复形变)、良好的耐酸碱盐特性和超轻且超疏水性(接触角为150.4°),保证了气凝胶在恶劣环境下的高效油水分离性能以及可循环使用性。对正己烷、环己烷、二氯甲烷、花生油和废弃机油等不同油品的吸附量达到24.6~53.8g/g,且5次循环使用后吸附量仍能维持在原始吸附量的85%,吸收的油可以被简便回收。其研究为构建具有高成本效益且高效的油水分离材料提供了参考。