图1 Janus结构纤维素气凝胶的制备及应用
图4 JCA对二氯甲烷-水混合物的动态分离过程。
图5 水/油乳化分离设备示意图(A);大豆油包水乳液(W-in-Ss)照片及光学显微图像(B);W-in-Ss乳液过滤前后的液滴粒径分布(C);表面活性剂稳定的油包水乳状液(D)和无表面活性剂的油包水乳状液(E)的渗透通量和油相回收率。
图6. 三维Janus纤维素气凝胶制备流程
图7. 三维Janus纤维素气凝胶的非对称润湿性
三维Janus纤维素气凝胶的高孔隙率和选择性浸润性赋予了其出色的油吸附性能,可以轻松地吸附除去水中的油,吸附过程如图8所示。可以很明显地看出,分别吸附重油和轻油之后,水中被染成紫色的油被完全吸附并存储到了气凝胶中,达到了除去水中油相的目的。同时,三维Janus纤维素气凝胶还可用于分离油水混合物和油包水乳液,且分离过程仅在室温下通过重力驱动,无需外加任何压力。如图9所示,在分离过程中,油相可以顺利被气凝胶过滤,而水相被拦截在气凝胶表面无法通过。经过过滤分离之后,原本呈乳白色油包水乳液变成清澈透明状,说明乳液中的油和水被成功分离。此分离过程可被循环10次以上。
图9. 三维Janus纤维素气凝胶对不混溶油水混合物与油包水乳液的分离过程
三维Janus纤维素气凝胶在油水分离方面具有广阔的应用前景。该工作对于新型三维Janus材料的构建和理解非对称浸润性三维Janus材料的分离机理具有重要的参考意义。
全文链接:
https://doi.org/10.1039/D2GC02275C
https://doi.org/10.1016/j.jece.2023.110776
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