Biomass-derived oriented neurovascular network-like superhydrophobic aerogel as robust and recyclable oil droplets captor for versatile oil/water separation

气凝胶 材料科学 化学工程 油滴 纳米技术 乳状液 工程类
作者
Na Tian,Shaohua Wu,Guangting Han,Yuanming Zhang,Qiang Li,Ting Dong
出处
期刊:Journal of Hazardous Materials [Elsevier]
卷期号:424: 127393-127393 被引量:86
标识
DOI:10.1016/j.jhazmat.2021.127393
摘要

Using tubular kapok fibers (KF) and sodium alginate (SA) as the natural building block, we put forward a novel oriented neurovascular network-like superhydrophobic aerogel with robust dry and wet compression resilience by directional freeze-drying and chemical vapor deposition. In the block, SA forms aligned channel structures providing space for rapid oil transmission, while KF serves as vascular-like capillaries acting as instant “tentacle” to capture the tiny oil droplets in water, facilitating fascinating oil capture efficiency for versatile oil/water separation, The aerogel after dry and wet compression (under a strain of 60%) can recover 96.0% and 97.3% its original, respectively, facilitating stable oil recovery (81.1–89.8%) by squeezing, high separation efficiency (99.04–99.64%) and permeation flux separating oil contaminants from water. A pump-supported experiment shows the aerogel efficiently collecting oil contaminants from the water’s surface and bottom by 11503–25611 L·m−2·h−1. Particularly, the aerogel as robust oil droplets captor facilely achieves isolation of 99.39–99.68% emulsified oils from oil/water emulsions by novel oil trapping mechanism which simply involves exerting kinetic energy on emulsified oils through repeated oscillation, potentially indicating a simple and efficient alternative to membrane-based oily wastewater remediation via filtration.
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