基于涤棉织物的MXene高效油水分离膜的制备

郭 亚 杰，王 晓

(大连工业大学 纺织与材料工程学院,辽宁 大连 116034 )

0 引 言

由于石油勘探与开采、油轮运输及其泄漏、施工机械、车辆清洗含油废水排放、工业含油废水排放等问题，石油及其制品进入水体引起水质下降或恶化而造成水污染日益严重[1]。为了解决油水分离相关的环境与资源问题，目前已有许多处理方法，但成本较高，效率不高[2-4]。这些缺点可以通过膜分离技术来解决，因此油水分离材料对于环境治理与能源再利用等方面的工作具有重要意义[5-6]。

固体表面的化学组成与形态结构一定程度上决定了固体的浸润性[7]，浸润性一般通过接触角来评价[8]。水分子在浸润性较好的固体表面形成水膜，可以有效阻挡油滴的透过，而表现出疏油性能[9]。MXene是一种通过化学方法刻蚀掉MAX相中的A原子而得到的二维片层纳米材料[10-11]，并且MXene具有特殊的亲水性以及二维片层结构，在环境治理与能源再利用等领域具有研究意义与应用价值[12-13]。张建会等[14]在不锈钢目上以真空过滤MXene纳米悬浮液的方式获得了MXene油水分离膜。Wang等[15]通过冷冻干燥聚酰胺酸/MXene悬浮液和热酰亚胺化的方式，制备出一种疏水和阻燃的聚酰亚胺/MXene气凝胶，可有效地进行油水分离，但是可以分离的油水混合物种类较少。

本研究以涤棉布作为基体，将具有柔韧性的纳米MXene包裹在微米纤维表面，制备低成本、高性能的MXene油水分离膜。棉纤维通过溶胀将MXene纳米片有效固载在纤维表面，获得优异的亲水性，在分离膜表面形成水膜，水分子可以快速顺利透过，并可以有效阻挡油的透过。……