生物基棉纤维素织物：超疏水-光催化协同实现油水分离与染料降解

针对含油废水及有机染料共污染难题，西南石油大学团队通过水热法合成BiOCl/ZrO2复合材料，经硬脂酸改性后与PDMS协同构建超疏水棉织物（SBZ-CF）。该材料兼具>98.5%的油水分离效率与99%的RhB染料光催化降解率，且耐酸碱磨损，为复杂环境水净化提供新型双功能膜材料。

　　

随着石化工业快速发展，含油废水与有机染料共污染问题日益严峻。传统分离膜难以同步处理多类污染物，且存在机械性能差、制备复杂等缺陷。西南石油大学Pengao Yu团队创新性地将超疏水与光催化技术融合，开发出兼具油水分离与污染物降解双功能的生物基材料，相关成果发表于《International Journal of Biological Macromolecules》。

研究采用水热法制备BiOCl/ZrO₂光催化剂，通过硬脂酸（STA）疏水改性后，以浸渍法负载于棉纤维素织物（CF）表面，并引入聚二甲基硅氧烷（PDMS）构建超疏水界面。通过XPS、接触角测试等手段验证材料特性，系统评估其油水分离效率、机械稳定性及光催化性能。

材料表征
XPS分析显示SBZ-CF存在Bi 4f（160.08 eV）、Zr 3d（182.08 eV）等特征峰，证实BiOCl/ZrO₂成功负载。接触角测试表明材料对水和油分别呈现超疏水（>150°）与超亲油特性。

油水分离性能
SBZ-CF对三氯甲烷/水等混合物分离效率均>98.5%，经10次循环后仍保持>99%效率。酸/碱浸泡、砂纸磨损后接触角仅下降5-8°，展现优异稳定性。

光催化降解
在RhB染料降解实验中，SBZ-CF因BiOCl的间接电子跃迁机制实现99%降解率。被油红污染的织物光照20分钟即可自清洁，证实光催化-超疏水协同效应。

结论与意义
该研究首创将STA-BiOCl/ZrO₂与PDMS改性纤维素织物结合，突破传统膜材料功能单一的限制。其绿色制备工艺与双功能特性，为复杂水质净化提供新思路，在工业废水处理领域具重大应用价值。团队特别指出，该材料可实现在油水分离后通过光催化自清洁恢复性能，这一特性在同类研究中尚未见报道。