【摘 要】
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随着世界工业的快速发展,人类对于石油等化石能源的需求越来越大。由于全球的石油资源分布不均,使得石油在开采和运输过程中不可避免地发生溢油事故,事故中产生大量的含油废水对生态环境造成严重破坏。目前理想的解决方案是使用多孔材料对溢油进行吸附和回收。传统的吸附材料吸附速度慢、吸附量低而且无法高效地吸收高粘度原油,这限制了其实际应用。本研究使用MXene（Ti3C2TX）改性聚氨酯海绵（PU）制备的吸附剂成
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随着世界工业的快速发展,人类对于石油等化石能源的需求越来越大。由于全球的石油资源分布不均,使得石油在开采和运输过程中不可避免地发生溢油事故,事故中产生大量的含油废水对生态环境造成严重破坏。目前理想的解决方案是使用多孔材料对溢油进行吸附和回收。传统的吸附材料吸附速度慢、吸附量低而且无法高效地吸收高粘度原油,这限制了其实际应用。本研究使用MXene（Ti3C2TX）改性聚氨酯海绵（PU）制备的吸附剂成功地实现了快速的油水分离和高粘度原油的吸收。通过多次浸渍法实现了Ti3C2TX与PU海绵的负载（Ti3C2TX@PU）。Ti3C2TX表面的-F官能团赋予Ti3C2TX@PU优异的亲油疏水性能。Ti3C2TX@PU对水的接触角为122±3°,对植物油的接触角为0°。其对油品和有机溶剂的吸附量为22.8-42.5 g g-1。由于Ti3C2TX@PU具有优异的力学性能,在吸附之后可以通过机械挤压法进行溢油回收。在循环使用10次之后,依然能够保持吸附性能。之后,对Ti3C2TX@PU进行抗酸碱和盐溶液腐蚀的性能进行了研究,结果表明其在12 h的腐蚀处理后仍能保持疏水性能,这使其可以适应极端的工作环境。Ti3C2TX@PU在100 m W cm-2的光强下温度可稳定在75°C,在通电的情况下温度可达120°C,在光-电耦合加热的模式下可以以更低的能耗获得稳定的温度。Ti3C2TX@PU通过加热可以有效的将原油粘度降低到1000 m Pa s以下,最大吸附量可达48 g g-1。在循环吸附5次之后原油回收率仍能保持在80%以上。并且在酸碱和盐溶液腐蚀之后仍能保持性能稳定,这使其具有广阔的实际应用前景。
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