碳纳米管改性海泡石多孔陶瓷及其高效油水分离性能研究

董龙浩¹，张海军¹，张俊¹，吴文浩¹，贾全利²

1. 武汉科技大学省部共建耐火材料与冶金国家重点实验室2. 郑州大学河南省高温功能材料重点实验室

摘 要：为了有效地从油/水混合液体中回收油,本工作以纤维状海泡石为原料,硝酸镍为催化剂前驱体,聚乙烯粉体为造孔剂和碳源,采用冷冻干燥结合催化裂解法制备了超疏水/超亲油碳纳米管（CNTs）改性海泡石多孔陶瓷,研究了固含量和催化热解温度对改性多孔陶瓷形貌的影响,并表征了其在pH=1的强酸、pH=14的强碱、373 K高温和77 K低温等极端环境中的表面润湿性能及水油分离性能。结果表明:催化剂前驱体溶液浓度为0.5 mol/L、海泡石的固含量为15wt%、催化热解温度为973 K且保温时间为2 h时所制备的CNTs改性多孔陶瓷具有最好的超疏水/超亲油性能,其对柴油、白油、植物油和真空泵油的最高吸附量分别是其自身质量的15.7、20.8、23和25倍;其连续油水分离时油通量高达250 kg·s^–1·m^–2,且在5 h内分离效率及选择性不发生明显降低。

关键词：海泡石多孔陶瓷;冷冻干燥;碳纳米管;超疏水/超亲油;油水分离;