疏水-親油膜的制備及其油水分離性能研究.pdf

1、由于工業(yè)含油廢水的排放與頻繁的石油泄漏事故的發(fā)生等造成的海洋水域污染程度的增加，創(chuàng)新和發(fā)展油水混合物及油水乳液分離技術(shù)已成為一個(gè)具有挑戰(zhàn)性的任務(wù)，尋找恰當(dāng)?shù)姆椒ń鉀Q油水污染問題，從而純化、回收油類物質(zhì)，既可節(jié)約能源又能保護(hù)環(huán)境。膜分離技術(shù)因其操作簡(jiǎn)單，能耗低，無二次污染，分離效果明顯，是未來發(fā)展的主要方向。本文旨在開發(fā)一種性能優(yōu)良的疏水/親油型膜材料，并將其應(yīng)用在油水分離領(lǐng)域。
　　本實(shí)驗(yàn)主要分為兩個(gè)部分，第一部分主要制備了超疏水

2、/超親油油水分離濾布，選擇帶有SH-官能團(tuán)的巰丙基三甲氧基硅烷(MPTMS)對(duì)納米SiO2功能修飾，然后通過浸漬-涂覆的方法制備超疏水性涂層濾布，對(duì)涂層濾布的結(jié)構(gòu)及性能進(jìn)行了表征，并探究其對(duì)油水混合物的分離能力。聚偏氟乙烯(PVDF)具有優(yōu)良的物理化學(xué)性能，熱穩(wěn)定性好、耐化學(xué)氧化性、抗酸堿性強(qiáng)、可采用多種制備方法，并且制備工藝簡(jiǎn)單易操作，因此成為水處理領(lǐng)域高性能用膜的熱點(diǎn)材料。因此，第二部分主要通過雙凝固浴法制備了表面具有粗糙微納米結(jié)構(gòu)

3、的疏水/親油型PVDF膜材料，首先研究了凝固浴組成及非溶劑型添加劑對(duì)膜表面形貌及性能的影響，其次引入了具有長(zhǎng)烷基鏈?zhǔn)杷偷木奂谆┧崾送榛?PSMA)，通過物理共混的方式增加復(fù)合膜的疏水性，并在此部分采用正交試驗(yàn)的方法分析了PVDF/PSMA配比、鑄膜液溫度、相分離時(shí)間、凝固浴溫度四種因素對(duì)氯仿包水(SEE-2)乳液分離效率的影響。最后為解決以上方法所制備的膜材料通量及強(qiáng)度較低的問題，選擇靜電紡絲納米纖維膜作為增強(qiáng)支撐層，以PVD

4、F/石墨烯(GE)的混合物涂層作為分離功能層，在溶劑化處理過程中，利用GE的誘導(dǎo)結(jié)晶性在納米纖維表面得到了一種新穎的類珊瑚狀的微納結(jié)構(gòu)，這種微結(jié)構(gòu)不僅提高了復(fù)合膜對(duì)乳液的分離效率，而且納米纖維之間相互搭接形成的物理交聯(lián)點(diǎn)也提高了復(fù)合膜的物理力學(xué)性能。利用冷場(chǎng)掃描電子顯微鏡(SEM)、激光共聚焦顯微鏡(CLSM)、光學(xué)接觸角測(cè)試儀(OCA)、X射線衍射儀（XRD）、差示掃描量熱儀(DSC)和卡爾費(fèi)休水分分析儀(C20)、萬能試驗(yàn)機(jī)等對(duì)其結(jié)

5、構(gòu)和性能進(jìn)行了表征。
　　結(jié)果表明，浸漬-涂覆法制備的超疏水聚酯濾布，具有優(yōu)異的超疏水/超親油特性，可用于油水混合物的分離。而對(duì)于雙凝固浴法制膜過程中，小分子醇類作為第一凝固浴，膜表面沒有致密的皮層，膜的表面及橫斷面均由球形顆粒組成，且表面接觸角遠(yuǎn)大于水作為凝固浴時(shí)的接觸角。PVDF/PSMA的配比對(duì)SEE-2濾液中油的純度影響較大，并且隨著PSMA含量的增加，復(fù)合膜對(duì)乳液分離的通量和效率均得到了提高，M-9的通量可達(dá)230 kg