Membrana híbrida de nanotubos de carbono de múltiples capas enriquecida con nanofilos de MnO2 ultralargos con superoleofobicidad submarina para la separación eficiente de emulsiones de aceite en agua

Las membranas basadas en nanotubos de carbono con una humectabilidad especial son candidatas ideales para tratar aguas residuales oleosas. Sin embargo, sus aplicaciones están limitadas debido a la baja capacidad de formación de películas, la estabilidad mecánica insatisfactoria y la reutilización insuficiente. En este trabajo, se presenta una estrategia efectiva para fabricar una membrana híbrida flexible de nanotubos de carbono de múltiples capas (MWCNTs)/nanofilos de MnO2 ultralargos (UL-MnO2–NWs), así como su aplicación en la separación de emulsiones. En esta estrategia, los nanotubos de carbono dispersos se obtuvieron mediante un tratamiento ácido de MWCNTs aglomerados, y los UL-MnO2–NWs se prepararon mediante un método hidrotermal. Luego, la membrana híbrida MWCNTs/UL-MnO2–NWs, con una propiedad mecánica mejorada y excelente reutilización, se fabricó mediante filtración al vacío de la suspensión de MWCNTs y UL-MnO2–NWs. La membrana híbrida obtenida muestra superhidrofilicidad con un ángulo de contacto con el agua de 0° y superoleofobicidad submarina con un ángulo de contacto con el aceite de 152°. Puede separar efectivamente emulsiones de aceite en agua tanto libres de tensioactivos como estabilizadas con tensioactivos, con permeancias de hasta 4900 L m–2 h–1 bar–1 y una alta eficiencia de separación de más del 99.7%. Más importante aún, la muestra preparada muestra una reciclabilidad superior, propiedades antifouling y una excelente estabilidad mecánica y química, que se ajustan bien a los requisitos para el tratamiento de emulsiones reales. Como resultado, esta membrana híbrida puede ser un candidato potencial para aplicaciones prácticas en la separación de emulsiones de agua en aceite.