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高疏油超亲水材料的制备及其在油水分离中的应用
高疏油超亲水材料的制备及其在油水分离中的应用
随着人们对环境保护意识的不断提高，油水分离技术成为了一个热门的话题。目前，油水分离的主要方法有物理法、化学法、生物法等。其中，物理法是应用最广的一种方法，主要包括重力沉降、离心沉降、过滤、蒸发等方法。而在物理分离中，材料的选择是非常关键的，高疏油超亲水材料(superoleophobic-superhydrophilicmaterials，简称SOSP材料)是一种非常有潜力的材料，能够实现快速、高效、可控的油水分离，被广泛的应用于油水分离领域。
高疏油超亲水材料的制备
高疏油超亲水材料是一种能够同时实现表面对油与对水的极强疏水性与亲水性的材料。因此，制备高疏油超亲水材料的关键在于同时掌握表面对油与对水的材料设计与构筑技术。在材料设计方面，高疏油超亲水材料可以通过调节材料的表面化学成分、表面形貌及微观结构以及表面能来实现。在材料构筑方面，目前主要有两种方法，分别是自组装法和表面改性法。
自组装法是一种通过自发形成的自组装技术来制备高疏油超亲水材料的方法。该方法主要通过控制自组装分子与基底(substrate)、溶剂的相互作用力来形成高疏油超亲水的表面形貌。由于自组装法具有制备简便、成本低廉、无毒性、可大规模生产等优点，在制备高疏油超亲水材料方面被广泛应用。目前，制备高疏油超亲水材料主要采用有机自组装分子或无机颗粒自组装法。有机自组装分子包括二氧化硅自组装分子、有机硅自组装分子、长链有机分子等；无机颗粒自组装法则包括制备复合材料、金属纳米颗粒等。
另一种制备高疏油超亲水材料的方法是表面改性法。该方法主要通过改变基底表面的性质，使其同时具有高疏油性和亲水性。表面改性法主要分为物理方法与化学方法两种。物理方法主要包括电子束辐照、激光照射、等离子体刻蚀等，化学方法主要包括沉积化学物质(如氟化物、硅烷等)和功能性分子(如聚合物、有机硅等)等。
高疏油超亲水材料在油水分离中的应用
高疏油超亲水材料作为一种具有优异油水分离能力的材料，被广泛应用于油水分离领域。其具有的优点主要包括：
1.快速性：采用高疏油超亲水材料制成的油水分离器能够实现高速的油水分离。
2.高效性：高疏油超亲水材料具有极高的油水分离效率，能够有效地分离微小的油滴。
3.可控性：高疏油超亲水材料制成的油水分离器能够实现油水分离的可控性。
4.经济性：采用高疏油超亲水材料制成的油水分离器成本低廉，易于大规模生产和应用。
总之，高疏油超亲水材料是目前较为理想的油水分离材料之一，其制备与应用技术的发展仍处于起步阶段，有望在将来逐渐得到大规模的应用。