超疏水聚丙烯纤维/SiO 2 气凝胶复合材料的制备及吸油性能

发布时间：2021-10-09 09:54

　　以聚丙烯纤维为增强相,与SiO₂进行复合,经疏水改性与超临界CO₂干燥制备超疏水聚丙烯纤维/SiO₂气凝胶复合材料。采用N₂吸附-脱附法、傅里叶变换红外光谱仪（FT-IR）、X线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、接触角测定仪对疏水性聚丙烯纤维/SiO₂气凝胶复合材料的结构与性能进行表征。结果表明:所制得的样品比表面积为800～950 m²/g,平均孔径为8～13 nm,属于介孔材料。水接触角随改性剂浓度的增大而增大,且能达到超疏水水平。对各类油吸附倍率最高可达7.54倍,且具有一定的循环使用效率。 

【文章来源】：南京工业大学学报(自然科学版). 2020,42(04)北大核心

【文章页数】：7 页

【部分图文】：

改性聚丙烯纤维/SiO2气凝胶复合材料的XRD图谱

图2为经过TMCS和HMDS改性前后的聚丙烯纤维/SiO2气凝胶复合材料的红外光谱图。由图2可知:波数3 000 cm-1是一个重要的分界线,2 965、2 876、1 455、1 375 cm-1等附近较强的红外吸收峰分别由—CH3基团中C—H的反对称与对称伸缩振动、反对称与对称变角振动引起[21],在TMCS和HMDS改性的复合材料的图谱上都能找到对应位置的吸收峰。在1 262、859、570 cm-1附近的振动峰由Si—CH3振动引起,与未改性的样品相比,经TMCS和HMDS改性后材料的振动峰强度都有明显提高,说明材料表面—CH3基团数量增加明显。—CH3是疏水亲油的官能团,这证明了聚丙烯纤维/SiO2气凝胶复合材料疏水改性处理的成功。2.3 聚丙烯纤维/SiO2气凝胶复合材料的微观形貌分析

图3为TMCS和HMDS改性前后聚丙烯纤维/SiO2气凝胶复合材料中SiO2组分的SEM照片(放大80 000倍)。从图3可以看出:SiO2气凝胶的内部大体上呈现一种较为致密的三维网络结构,有小部分区域会出现小颗粒的团聚,出现团聚现象的主要原因有3种:①制备过程中局部搅拌不均匀;②滴加氨水乙醇溶液时局部pH过大引起快速凝胶;③老化不完全而引起的颗粒团簇。不论是经TMCS还是HMDS改性,SiO2气凝胶的内部变化都不明显,都属于一种较为明显的开孔结构,孔道尺寸也都远小于200 nm。2.4 聚丙烯纤维/SiO2气凝胶复合材料的N2吸附-脱附测试分析

【参考文献】：
期刊论文
[1]疏水型气凝胶的制备及应用[J]. 左克曼,李建,管庆顺,徐朝阳,吴伟兵,景宜,戴红旗,房桂干.  化工新型材料. 2019(04)
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[3]对白茆沙水域溢油事故后修复治理的思考[J]. 杜宁,张荣斌,魏虙戍.  中国水利. 2015(04)

硕士论文
[1]海藻酸钠—二氧化硅复合气凝胶的制备、改性及其性能研究[D]. 李芸.天津大学 2017



本文编号：3426130