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Polystyrene Nanofibrous Membrane Infused with TiO2 Nanoparticles by a One-Step Electrospinning Process for Effective Oil–Water Separation
Industrial & Engineering Chemistry Research ( IF 3.8 ) Pub Date : 2024-07-30 , DOI: 10.1021/acs.iecr.4c01415 Kamala Thota 1 , Ramya Araga 1 , Manigandan Sabapathy 2 , Manohar Kakunuri 1
Industrial & Engineering Chemistry Research ( IF 3.8 ) Pub Date : 2024-07-30 , DOI: 10.1021/acs.iecr.4c01415 Kamala Thota 1 , Ramya Araga 1 , Manigandan Sabapathy 2 , Manohar Kakunuri 1
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The challenge of oil pollution presents a substantial threat to both the environment and the economy. It is imperative to tackle this issue by creating innovative materials that can efficiently separate oil and water. In this study, we have successfully prepared a novel nanofibrous composite membrane by single-step electrospinning utilizing a polystyrene precursor embedded with titanium dioxide for the effective separation of water-in-oil emulsion. We analyze the morphology, water contact angle, absorption capacity, and oil permeating flux of the prepared composite membrane and compare the results with those of the pristine polystyrene nanofibrous membrane. The membrane embedded with TiO2 nanoparticles exhibited a high-water contact angle of ∼155 ± 1.5°, surpassing that of the pristine polystyrene nanofibrous membrane. We assessed the oil absorption capacity of the prepared membranes across five different oil–water mixtures, with the highest recorded absorption capacity reaching approximately 103 g of oil/g of the membrane. Furthermore, in separating W/O emulsion, the composite membrane attains a permeate flux of ∼1543 ± 59 L/m2h.
中文翻译：
通过一步静电纺丝工艺注入 TiO2 纳米颗粒的聚苯乙烯纳米纤维膜可实现有效的油水分离
石油污染的挑战对环境和经济都构成了重大威胁。必须通过创造能够有效分离油和水的创新材料来解决这个问题。在这项研究中，我们利用嵌入二氧化钛的聚苯乙烯前体，通过一步静电纺丝成功制备了一种新型纳米纤维复合膜，用于有效分离油包水乳液。我们分析了所制备的复合膜的形貌、水接触角、吸收能力和油渗透通量，并将结果与原始聚苯乙烯纳米纤维膜的结果进行了比较。嵌入TiO 2纳米颗粒的膜表现出～155 ± 1.5°的高水接触角，超过了原始聚苯乙烯纳米纤维膜。我们评估了制备的膜在五种不同的油水混合物中的吸油能力，记录的最高吸收能力达到约 103 克油/克膜。此外，在分离W/O乳液时，复合膜的渗透通量达到～1543±59 L/m 2 h。
更新日期：2024-07-30
中文翻译：
通过一步静电纺丝工艺注入 TiO2 纳米颗粒的聚苯乙烯纳米纤维膜可实现有效的油水分离
石油污染的挑战对环境和经济都构成了重大威胁。必须通过创造能够有效分离油和水的创新材料来解决这个问题。在这项研究中，我们利用嵌入二氧化钛的聚苯乙烯前体，通过一步静电纺丝成功制备了一种新型纳米纤维复合膜，用于有效分离油包水乳液。我们分析了所制备的复合膜的形貌、水接触角、吸收能力和油渗透通量，并将结果与原始聚苯乙烯纳米纤维膜的结果进行了比较。嵌入TiO 2纳米颗粒的膜表现出～155 ± 1.5°的高水接触角，超过了原始聚苯乙烯纳米纤维膜。我们评估了制备的膜在五种不同的油水混合物中的吸油能力，记录的最高吸收能力达到约 103 克油/克膜。此外，在分离W/O乳液时，复合膜的渗透通量达到～1543±59 L/m 2 h。
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