Algodão Multidimensional Modificado com MOF à Base de Cobalto e Hidrofobicidade Responsiva ao Etanol para Separação de Óleo–Água sob Demanda

O despejo de águas residuais industriais e derramamentos de petróleo representam ameaças significativas tanto para os sistemas ecológicos quanto para a saúde humana. No entanto, materiais hidrofóbicos convencionais com uma única capacidade funcional costumam ser inadequados para enfrentar os diversos desafios associados a misturas complexas de óleo-água encontradas no tratamento de águas residuais oleosas. Aqui, um material bifásico com hidrofobicidade de superfície reversível acionada por etanol foi fabricado com sucesso. Bolas de algodão foram Co-modificadas com uma estrutura metal-orgânica à base de cobalto sintetizada hidrotérmicamente e polidimetilsiloxano, um polímero de baixa energia superficial. A hidrofobicidade da superfície das bolas de algodão modificadas transita reversivelmente de um estado hidrofóbico e oleofílico para um estado hidrofílico e oleofóbico subaquático após impregnação com etanol, e é totalmente restaurada ao estado hidrofóbico original após secagem. Beneficiando-se desse mecanismo único de troca, as bolas de algodão modificadas permitem a separação sob demanda de diversas misturas de óleo-água. Além de substratos de algodão bidimensionais, a hidrofobicidade de tecidos de algodão tridimensionais foi significativamente aprimorada por meio de revestimento de superfície com uma estrutura metal-orgânica à base de cobalto e hexadeciltrimetoxisilano. Os tecidos de algodão tridimensionais resultantes exibem um ângulo de contato com a água alto de 142,3±2°, juntamente com excelente desempenho de auto-limpeza e estabilidade mecânica. Este trabalho demonstra a aplicação eficaz de estruturas metal-orgânicas à base de cobalto na regulação da hidrofobicidade da superfície em materiais multidimensionais. As bolas de algodão modificadas, após alcançarem a troca reversível de hidrofobicidade, demonstram capacidade de separação de óleo-água sob demanda em sistemas de óleo/água leve e pesada. • Síntese de um Material Modificado à Base de Co-MOF Hidrofóbico. • A modificação pode ser implementada com sucesso tanto em algodão bidimensional quanto em têxteis de algodão tridimensionais. • A troca de hidrofobicidade possibilita a separação de óleo-água sob demanda. • O material modificado demonstra excelente resistência à corrosão e estabilidade mecânica.