超疏水滤材研究进展

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2020-03-27  环球过滤分离技术网  filtrasolution8

        一个土耳其-德国联合研究团队以滤纸为多孔基底，通过单面修饰聚二甲硅氧烷（PDMS）/无机微纳颗粒（粒径范围从数纳米到数十微米），简便构筑了具有超疏水/亲水显著润湿性差异的Janus纸。这种纸具有优异的化学稳定性、机械稳定性和柔韧性，同时保持良好的透气性，在环保过滤、医疗伤口处理等方面具有较大的应用前景。



Janus纸构筑过程示意图

研究人员选用Whatman No. 1滤纸和实验室工程棉滤纸为基底材料，PDMS、硅纳米颗粒以及玻璃微球混合均匀后采用喷涂技术涂覆到基底表面，经过120 ℃加热交联处理后PDMS共价接枝到滤纸表面。该侧滤纸表面呈现出超疏水特性（CA~163.1 ± 1.2°）。同时，研究表明混入掺杂三种不同尺寸的无机颗粒（20～60微米、9～13微米、数纳米）对于超疏表面的构筑十分必要，微米级尺寸和纳米尺度的无机颗粒协同提微纳粗糙表面。

为验证PDMS与滤纸基底存在共价键作用，研究人员对加热及未经加热处理的涂层进行索氏提取处理（3 h）。对比实验发现未经加热处理的涂层被完全从基底剥离，而加热处理后的涂层则部分保留在基底表面。EDS测试也表明加热处理使得PDMS与基底产生共价键接。研究人员进一步对Janus纸的内部结构进行了SEM、EDS表征，结果表明在涂层制备过程中涂层组分渗透扩散至多孔滤纸内部形成梯度化学改性结构；这一结构特性有效的保证了Janus纸的溶剂