超亲水-超疏水海绵的制备及其污染物吸附与油水分离

郑博; 彭姣; 王静; 郭远选; 金士威

doi:10.19843/j.cnki.CN42-1779/TQ.202409015

武汉工程大学学报 ›› 2025, Vol. 47 ›› Issue (2) : 143 -150. DOI: 10.19843/j.cnki.CN42-1779/TQ.202409015

超亲水-超疏水海绵的制备及其污染物吸附与油水分离

郑博, 彭姣, 王静, 郭远选, 金士威

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摘要

合成一种具有高比表面积和良好生物降解性的环境友好材料，以实现高效油水分离、有机污染物的吸附脱色以及重金属离子处理的目的。以过硫酸铵为引发剂，分别将丙烯酸（AA）、海藻酸钠（SA）引入到海绵中。通过以乙酸乙酯为溶剂分散气相SiO2纳米粒子和聚二甲基硅氧烷，超声处理5 min得到均匀分散的超疏水涂料。在海绵的5个表面喷涂制备的超疏水涂料，干燥后得到超亲水-超疏水SA-聚丙烯酸（PAA）-超亲水聚乙烯醇（PVA）海绵。对该表面的接触角、形貌和成分进行表征以证明材料的成功合成。实验发现：超亲水-超疏水海绵对重金属离子Cu²⁺、Pb²⁺、Zn²⁺和Cr³⁺的最大吸附量分别为102.06、97.37、108.54、117.76 mg/g。此外，超亲水-超疏水SA-PAA-PVA海绵对甲基蓝溶液显示出优异的吸附脱色效果，不同初始质量浓度的甲基蓝溶液经海绵吸附处理后质量浓度均小于0.5 mg/L，该海绵还可用于轻质油水分离。该材料的制备工艺简单、有工业应用的潜力，为解决水污染问题提供了思路。