A Self-Detecting and Self-Cleaning Biomimetic Porous Metal-Based Hydrogel for Oil/Water Separation

超亲水性 材料科学 多孔性 润湿 聚乙烯醇 涂层 自愈水凝胶 化学工程 分离过程 纳米技术 复合材料 工程类 高分子化学
作者
Laurent Li,Shengtian Sang,Shuyue Jiang,Liang Chen,Haifeng Zhang
出处
期刊:ACS Applied Materials & Interfaces [American Chemical Society]
卷期号:14 (22): 26057-26067 被引量:30
标识
DOI:10.1021/acsami.2c05327
摘要

Porous materials with super-wetting surfaces (superhydrophilic/underwater superoleophobic) are ideal for oil/water separation. However, the inability to monitor the pollution degree and self-cleaning during the separation process limits their application in industrial production. In this study, a porous metal-based hydrogel is proposed, inspired by the porous structure of wood. Porous copper foam with nano-Cu(OH)2 is used as the skeleton, and its surface is coated with a polyvinyl alcohol, tannic acid, and multiwalled carbon nanotube cross-linked hydrogel coating. The hydrogel has superhydrophilicity and excellent oil/water separation efficiency (>99%) and can adapt to various environments. This approach can also realize hydrogel pollution degree self-detection according to the change in the electrical signal generated during the oil/water separation process, and the hydrogel can also be recovered by soaking to realize self-cleaning. This study will provide new insights into the application of oil/water separation materials in practical industrial manufacturing.
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