Neuartige Beschichtung kann zur Reinigung von Abwässern beitragen
In einer neuen Veröffentlichung wird eine vollständig wasserbasierte superhydrophobe Beschichtung mit reversibler Benetzbarkeit für die Öl-Wasser-Trennung und Abwasserreinigung vorgestellt.
Superhydrophobe Oberflächen mit reversibel einstellbarer Benetzbarkeit haben einen großen Anwendungswert bei der Behandlung von ölhaltigen Abwässern. Die Weiterentwicklung von Oberflächen mit umschaltbarer Benetzbarkeit wird jedoch durch die Komplexität des Herstellungsprozesses und den übermäßigen Einsatz umweltschädlicher Lösungsmittel eingeschränkt. Nun wurde eine reversible Beschichtung auf Wasserbasis hergestellt, indem eine wässrige Suspension aus N-[3-(Trimethoxysilyl)propyl]ethylendiamin (AS)-, 3-(Trimethoxysilyl)propylmethacrylat (KH-570)- und 1H,1H,2H,2H-Perfluordecyltrimethoxysilan (FAS)-modifizierten Titandioxid (TiO2)-Nanopartikeln und Cellulose einfach aufgesprüht wurde.
Hoher Wirkungsgrad
Die Beschichtung besitzt eine gute Haftung auf verschiedenen Substraten und weist eine stabile mechanische und chemische Stabilität sowie eine gute Beständigkeit gegen raue Umgebungen wie verschiedene organische Lösungsmittel, stark korrosive Umgebungen und extreme Temperaturen auf. Die Beschichtung kann durch UV-Bestrahlung und Wärmebehandlung zwischen Superhydrophobie (160°) und Superhydrophilie umgeschaltet werden. Beschichtetes Baumwollgewebe kann Schwer-/Leichtöl-Wasser-Gemische und Wasser-in-Öl/Öl-in-Wasser-Emulsionen mit einem hohen Wirkungsgrad von mehr als 95 % trennen. Aufgrund der photokatalytischen Eigenschaften von TiO2 kann die Beschichtung bei UV-Bestrahlung lösliche Schadstoffe in Wasser abbauen. Die Abbaueffizienz liegt bei über 97 %. Die Forscher weisen darauf hin, dass ihre Studie einen umweltfreundlichen industriellen Weg für die Entwicklung einer einfachen, schaltbaren Beschichtung mit Benetzungseigenschaften eröffnet, die die industrielle Produktion und Anwendung funktioneller intelligenter Oberflächen in großem Maßstab fördern dürfte.
Die Studie wurde in Progress in Organic Coatings, Band 165, April 2022, veröffentlicht.