一种可用于光降解的纳米氧化锌油水分离网

doi:10.7503/cjcu20130596

高等学校化学学报 ›› 2014, Vol. 35 ›› Issue (2): 368.doi: 10.7503/cjcu20130596

一种可用于光降解的纳米氧化锌油水分离网

卢飞, 陈雨宁, 刘娜, 曹莹泽, 冯琳()

清华大学化学系, 北京 100084

收稿日期:2013-06-27 出版日期:2014-02-10 发布日期:2013-09-29
作者简介:联系人简介: 冯琳, 女, 博士, 副教授, 主要从事纳米界面材料研究. E-mail:fl@mail.tsinghua.edu.cn
基金资助:
国家自然科学基金(批准号: 51173099)资助

Multifunctional Zinc Oxide-coated Mesh for Oil/Water Separation and Pollutant Degradation^†

LU Fei, CHEN Yuning, LIU Na, CAO Yingze, FENG Lin^*()

Department of Chemistry, Tsinghua University, Beijing 100084, China

Received:2013-06-27 Online:2014-02-10 Published:2013-09-29
Contact: FENG Lin E-mail:fl@mail.tsinghua.edu.cn
Supported by:
† Supported by the the National Natural Science Foundation of China(No.51173099)

摘要/Abstract

摘要：

通过低温水热法在钢丝网上生长六棱柱形的氧化锌纳米柱. 包覆了氧化锌纳米柱的钢丝网具有水下超疏油的特殊浸润性, 并可用于油水分离. 滤网在室温常压下可对含有汽油、柴油和原油等油水混合物进行高效快速分离, 分离效率可达98%以上. 材料可以承受1.4 kPa的油层压力且可反复使用. 由于氧化锌的光响应性强, 滤网可快速降解水中的亚甲基蓝, 2 h的降解率可达80%. 包覆了氧化锌纳米柱的钢丝网具备同时进行油水分离和降解环境中污染物的能力, 是一种新型多功能水处理材料.

关键词: 氧化锌, 油水分离, 光降解, 水下超疏油

Abstract:

With an operation of low-temperature hydrothermal treatment, a steel mesh was coated with hexagon-shaped nanorods of zinc oxide. The as-prepared mesh shows good wettability of underwater superoleophobicity to the droplet of 1,2-dichloroethane, making it possible for the use in oil/water separation. Mixture of water with various kinds of oil such as gasoline, diesel and petroleum ether can be separated rapidly with a high separation efficiency of 98%.The mesh could suffer an oil pressure of 1.4 kPa, with the oil thickness of 21 cm. Depending on the UV-response property of zinc oxide, the mesh can also be used in the degradation of methylene blue, which makes it a multifunctional material for water treatment.

Key words: Zinc oxide, Oil/water separation, Photo-degradation, Oleophobicity in water

中图分类号:

O644

TrendMD:

卢飞, 陈雨宁, 刘娜, 曹莹泽, 冯琳. 一种可用于光降解的纳米氧化锌油水分离网. 高等学校化学学报, 2014, 35(2): 368.

LU Fei, CHEN Yuning, LIU Na, CAO Yingze, FENG Lin. Multifunctional Zinc Oxide-coated Mesh for Oil/Water Separation and Pollutant Degradation^†. Chem. J. Chinese Universities, 2014, 35(2): 368.

图/表 6

Fig.1 SEM images of the mesh coated with zinc oxide nanorods(A) and the magnified image of the framed area in (A)(B)

Fig.2 Contact angle images of zinc oxide-coated mesh(A) Water droplet in air; (B) 1,2-dichloroethane droplet in water.

Fig.3 Separation process of water/crude oil mixture(A) During separation; (B) after separation.

Fig.4 Separation efficiency of different kinds of oila. Petro-ether; b. hexane; c. gasoline;d. diesel; e. crude oil.

Fig.5 As-prepared mesh’s capacity for holding oil(A) Oil height(20 cm) with no permeation; (B) oil height(21 cm) with begining permeation through mesh; (C) oil height vs. number of separation.

Fig.6 Degradation efficiency-time curve of methylene blue

参考文献 22

[1]	Feng L., Li S., Li Y., Li H., Zhang L., Zhai J., Song Y., Liu B., Jiang L., Zhu D., Adv. Mater., 2002, 14, 1857—1860
[2]	Zheng Y. M., Gao X. F., Jiang L., Soft Matter, 2007, 3, 178—182
[3]	Gao X. F., Jiang L., Nature, 2004, 432, 36
[4]	Wu X. F., Shi G. Q., J. Phys. Chem. B, 2006, 110, 11247—11252
[5]	Autumn K., Liang Y. A., Hsieh S. T., Zesch W., Chan W. P., Kenny T. W., Fearing R., Full R. J., Nature, 2000, 405, 681—685
[6]	Geim A. K., Dubonos S. V., Grigorieva I. V., Novoselov K. S., Zhukov A. A., Shapoval S. Y., Nature Materials, 2003, 2, 461—463
[7]	Liu C. S., Jiang W. Q., Guan Z. S., Chem. J. Chinese Universities, 2011, 32(5), 1175—1180
	(刘传生, 蒋文曲, 管自生.高等学校化学学报,2011, 32(5), 1175—1180)
[8]	Wang J. M., Zheng Y. M., Jiang L., Chem. J. Chinese Universities, 2008, 29(12), 2484—2488
	(王景明, 郑咏梅, 江雷.高等学校化学学报,2008, 29(12), 2484—2488)
[9]	Feng L., Zhang Z.Y., Mai Z. H., Ma Y. M., Liu B. Q., Jiang L., Zhu D. B., Angew. Chem. Int. Ed., 2004, 43, 2012—2014
[10]	Xue Z. X., Wang S. T., Lin L., Chen L., Liu M. J., Feng L., Jiang L., Adv. Mater., 2011, 23, 4270—4273
[11]	Zhu Q., Tao F., Pan Q. M., ACS Appl. Mater. Interf., 2010, 2, 3141—3146
[12]	Su B., Wang S. T., Song Y. L., Jiang L., Soft Matter, 2011, 7, 5144—5149
[13]	Cao Y., Zhang X., Tao L., Li K., Xue Z., Feng L., Wei Y., ACS Appl. Mater. Interf., 2013, 5, 4438—4442
[14]	Liu M. J., Jiang L., Adv. Funct. Mater., 2010, 20, 3753—3764
[15]	Kulawardana E. U., Neckers D. C., J. Polym. Sci. Pol. Chem., 2010, 48, 55—62
[16]	Chen L., Liu M. J., Lin L., Zhang T., Ma J., Song Y. L., Jiang L., Soft Matter, 2010, 6, 2708—2712
[17]	Xu L. B., Chen W., Mulchandani A., Yan Y. S., Angew. Chem. Int. Ed., 2005, 44, 6009—6012
[18]	Feng X. J., Feng L., Jin M. H., Zhai J., Jiang L., Zhu D. B., J. Am. Chem. Soc., 2004, 126, 62—63
[19]	Wang C. F., Tzeng F. S., Chen H. G., Chang C. J., Langmuir, 2012, 28, 10015—10019
[20]	Tian D. L., Zhang X. F., Zhai J., Jiang L., Langmuir, 2011, 27, 4265—4270
[21]	Tian D., Zhang X., Tian Y., Wu Y., Wang X., Zhai J., Jiang L., J. Mater. Chem., 2012, 22, 19652—19657
[22]	Cassie A. B. D., Baxter S., Transactions of the Faraday Society, 1944, 40, 546—551

一种可用于光降解的纳米氧化锌油水分离网

Multifunctional Zinc Oxide-coated Mesh for Oil/Water Separation and Pollutant Degradation^†

RichHTML

PDF (PC)

可视化

被引次数

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

图/表 6

参考文献 22

相关文章 15

编辑推荐

Metrics

本文评价

[1]	董妍红, 鲁新环, 杨璐, 孙凡棋, 段金贵, 郭昊天, 张钦峻, 周丹, 夏清华. 双功能金属有机骨架材料的制备及催化烯烃环氧化性能[J]. 高等学校化学学报, 2022, 43(11): 20220458.
[2]	彭新艳, 刘云鸿, 李嘉文, 冯乙胧, 王汉春. 单宁酸/两性离子改性油-水分离膜的制备及性能[J]. 高等学校化学学报, 2020, 41(6): 1337.
[3]	刘东旭, 陈雪冰, 杨霞, 张静, 陈常东. 光生电荷梯度连续传递链的构筑及对光催化性能的增强作用[J]. 高等学校化学学报, 2020, 41(4): 742.
[4]	刘帅卓,张骞,刘宁,肖文艳,范雷倚,周莹. 三聚氰胺海绵的一步式协同超疏水改性及在油水分离中的应用[J]. 高等学校化学学报, 2020, 41(3): 521.
[5]	赵鹏,张晋腾,林艳红. Mg-ZnO复合物的紫外光催化效率及协同作用研究[J]. 高等学校化学学报, 2020, 41(3): 538.
[6]	李冲,成中军,安茂忠. 高强度黏附力可调控的水下超疏油铜网膜的制备[J]. 高等学校化学学报, 2020, 41(1): 125.
[7]	刘耘, 李婷, 汪洋, 东为富. 树莓状超疏水多孔复合棉纤维的制备及油水分离性能[J]. 高等学校化学学报, 2019, 40(8): 1775.
[8]	张建会, 周晋雅, 林海波, 李湛, 方千荣, 薛铭, 裘式纶. 具有水下超疏油性能的MXene高效油水分离膜[J]. 高等学校化学学报, 2019, 40(4): 624.
[9]	杨秀荣,张驰,高红旭,赵凤起,牛诗尧,郭兆琦,马海霞. NO与NO₂在ZnO表面吸附的密度泛函理论研究[J]. 高等学校化学学报, 2019, 40(10): 2121.
[10]	王芙香, 陈子玉, 杨玮婷, 刘丽娟, 任国建, 刘艳凤, 潘勤鹤. ZnO@ZIF-8核壳微球的制备及对U(Ⅵ)的吸附性能[J]. 高等学校化学学报, 2019, 40(1): 24.
[11]	黄雨婷, 英祖萍, 郑继兴, 庄驷耕, 刘璐, 冯威. 分级多孔结构ZnO的秸秆生物模板法制备及光催化性能[J]. 高等学校化学学报, 2018, 39(9): 2031.
[12]	薛佼, 王润伟, 张宗弢, 裘式纶. 新型Zn²⁺掺杂C/Nb₂O₅纳米催化剂的制备及光催化性能[J]. 高等学校化学学报, 2018, 39(2): 319.
[13]	邱丽娟, 张颖, 刘帅卓, 张骞, 周莹. 超疏水、高强度石墨烯油水分离材料的制备及应用[J]. 高等学校化学学报, 2018, 39(12): 2758.
[14]	赵晓辉, 褚振华, 李鱼. 低光降解性氟喹诺酮类抗生素的分子设计及光解路径推断[J]. 高等学校化学学报, 2018, 39(12): 2707.
[15]	符方宝, 王欢, 钟锐生, 邱学青, 杨东杰. 木质素/氧化锌复合颗粒的制备及在水性聚氨酯中的应用[J]. 高等学校化学学报, 2018, 39(10): 2335.

一种可用于光降解的纳米氧化锌油水分离网

Multifunctional Zinc Oxide-coated Mesh for Oil/Water Separation and Pollutant Degradation†

RichHTML

PDF (PC)

可视化

被引次数

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

图/表 6

参考文献 22

相关文章 15

编辑推荐

Metrics

本文评价

Multifunctional Zinc Oxide-coated Mesh for Oil/Water Separation and Pollutant Degradation^†