多孔碳中氯驱动氮构型工程增强重金属去除性能

本研究创新性地采用溶液燃烧法（solution combustion）结合O2等离子体处理，制备出具有超亲水-水下超疏油特性的CuO涂层不锈钢网膜（SS mesh）。通过XRD、XPS、FTIR和SEM表征证实CuO纳米颗粒的成功沉积，该膜在油水分离中展现>99%的分离效率和45,640 L m?2 h?1的高通量，且在极端pH和盐环境中保持100天稳定性，为工业含油废水处理提供了高效解决方案。

　　

Highlight

本研究通过溶液燃烧法（solution combustion）结合氧等离子体预处理，开发出具有超亲水-水下超疏油（superhydrophilic-underwater superoleophobic）特性的CuO涂层不锈钢网膜。等离子体处理显著提升了CuO纳米颗粒的附着力，XRD分析显示CuO在(-111)和(111)晶面优先取向（图S1A），FTIR证实了Cu-O键的振动峰（500-600 cm^?1）。SEM显示等离子体处理后的样品表面纳米颗粒分布更均匀（图2C），而未处理的样品出现明显团聚（图2B）。

Characterization of CuO and CuO-coated SS mesh

XPS分析揭示了Cu 2p_3/2（933.5 eV）和Cu 2p_1/2（953.4 eV）的特征峰，证实Cu²⁺的存在（图3A）。接触角测试显示水下油接触角（θ_OCA）>150°，空气中水接触角<2°，表明优异的油水选择性。盐水和高温（60°C）环境下，分离效率仍保持>99%，通量达45,640 L m^?2 h^?1。

Conclusions

该CuO涂层网膜在pH 1-13和3.5 wt% NaCl溶液中浸泡100天后，θ_OCA仍维持在129°以上，20次循环后分离效率无显著下降。溶液燃烧法的快速合成（<30分钟）和等离子体增强的界面结合，为工业级油水分离膜提供了创新制备策略。