河南科技学院化学化工学院范淑敏博士以第一作者在国际期刊Journal of Materials Research and Technology上发表了两篇题为“A versatile and efficient method to fabricate superhydrophobic biomass for removing/collecting oil contaminants” (J. Mater. Res. Technol., DOI:10.1016/j.jmrt.2022.05.150)和“Fabrication of polypyrrole coated superhydrophobic surfaces for effective oil/water separation” (J. Mater. Res. Technol., DOI:10.1016/j.jmrt.2022.05.150)的研究论文。
当前每年至少有超过3000万吨的油脂通过各种渠道排入水体，不仅污染环境，还造成巨大的经济损失，甚至危及人类的自身健康。传统的分离技术已经不能满足当前实际分离的需要。研究低成本、高性能的吸附剂应用于含油废水处理是当前需要解决的问题。基于此，研究团队设计开发了一系列具有超润湿的新型环境友好型生物质材料用于含油废水的处理。其中基于聚吡咯/TiO2修饰的超疏水超亲油生物质材料，能够分离各种油水混合物，分离效率高达99.9%。同时，对于各种表面活性剂稳定的水包油和油包水的乳液，显示出超高的分离效率（> 99%），利用其可见光催化特性，能够在光照下降解水中的有机污染物，赋予材料防油污污染与自清洁性能，在含油废水的处理方面具有广阔的应用前景。
图1.超疏水超亲油秸秆的合成和基本表征
同时，研究团队通过原位聚合和自组装得到方法，设计开发了机械稳定性高及在苛刻环境中抗腐蚀能力强的超疏水超亲油涂层，可采用不同低表面能材料进行修缮，而且在经历了百次的吸附/挤压循环后仍能保持良好的油水分离能力。材料的制备具有环保、耐久性、工艺简单、可大规模生产等优势，促进了超疏水材料的应用和发展。
图2.超疏水超亲油棉花的制备原理
目前研究团队通过探究表面微观结构与化学成分对表面润湿性的影响，设计开发了一系列具有抗结冰、自清洁、耐磨损、耐腐蚀、耐久性、环境友好等特性的多功能超疏水自修复智能涂层，且能够应用于不同的基材，其多功能性能够满足更多的使用需求，对于材料的实际服役具有重要意义。
（图片/范淑敏 初审/张万庆 复审/陈军 终审/赵亦芳）
