复合材料学报

作者：郭晨晨, 张云龙, 王瑜, 丁翠翠, 黄六莲, 陈礼辉, 张敏,

关键词：胶原, 海绵, 水污染物, 聚二甲基硅氧烷, 磁场效应-控制, 光热转换,

为发展一种原料丰富、绿色环保、易于在复杂环境中操控使用、循环使用性好的多功能油水分离用海绵材料，采用浸渍法对胶原海绵进行聚二甲基硅氧烷(PDMS)/四氧化三铁(Fe₃O₄)纳米颗粒复合改性，制备了超疏水胶原基复合海绵(Fe₃O₄/PDMS-COL)，表征了改性后化学结构与微观结构的变化，研究了油水分离性能。通过接触角测量可知：当胶原(COL)浓度为10 mg/mL、PDMS浓度为15vol%时，复合海绵的水接触角为150.3°。FTIR、XPS、XRD及TG测试结果表明Fe₃O₄/PDMS与胶原海绵成功发生复合，FE-SEM观察结果表明Fe₃O₄纳米粒子的加入可有效构造表面粗糙结构。海绵可吸附多种不同类型的油相如苯、正己烷、乙酸乙酯、真空泵油、花生油等，其中对乙酸乙酯的吸附量达47 g/g，且对不同油相的分离效率在99%以上。以苯为吸附物，连续循环使用20次后，海绵的接触角与磁性均未发生明显下降。海绵还可有效分离水包油乳液。在外加磁场作用下实施多种场景下的油水分离实验，Fe₃O₄/PDMS-COL表现出良好的磁操控性。此外，海绵还具有较好的阻燃性能。利用近红外光热响应性，Fe₃O₄/PDMS-COL还具备了吸附分离复杂环境中固体状油脂/水体系的潜力。

来源：2022年第10期

《复合材料学报》期刊编辑部

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