離子液體聚合物改性棉布用于雙向油水分離

油和水的相互污染在多個領(lǐng)域都得到了越來越多的關(guān)注。從新型材料的研制出發(fā)，通過吸附或分離的方式消除油水污染也逐漸成為了熱點(diǎn)的研究方向。近日，四川大學(xué)趙長生教授課題組專職博士后張翔博士利用離子液體聚合物（PIL）通過離子交換可以實(shí)現(xiàn)親水-疏水性質(zhì)轉(zhuǎn)換的特性，制備了親疏水性可切換，能夠同時用于“油移除”或“水移除”的雙向油水分離材料。相關(guān)研究成果發(fā)表在《Journal of Hazardous Materials》雜志上。

該項工作以棉布為基底材料，首先將PIL 以自由基聚合的方式接枝在氧化石墨烯（GO）片層上，之后通過涂覆的方式將由PIL改性的GO引入到棉布的纖維表面。通過對改性棉布進(jìn)行特定種類的離子交換，可以實(shí)現(xiàn)棉布親水與疏水之間的切換：當(dāng)改性棉布對應(yīng)離子為親水離子時，其水接觸角為0°；當(dāng)對應(yīng)離子為疏水離子時，其水接觸角約為145°。

親水的棉布可以有效截流分層的油水混合液中的油相：當(dāng)將油水混合液倒入裝有改性棉布的裝置后，水相將在數(shù)秒鐘內(nèi)快速流過棉布，而油相將被阻隔。當(dāng)交換對應(yīng)離子使棉布切換為疏水狀態(tài)時，棉布則可以有效截流油水混合液中的水相：分離實(shí)驗(yàn)過程中，油相將在數(shù)秒鐘內(nèi)快速流過棉布，而水相將被阻隔。同時，這種切換功能具有較好的穩(wěn)定性和可重復(fù)性。

這一類具備切換功能的智能雙向油水分離膜，能夠使得一種分離材料同時適用于“油移除”和“水移除”的油水分離需求，且使得分離材料能夠應(yīng)對于更加復(fù)雜和靈活多變的油水污染環(huán)境。