油水分離濾紙及吸油聚合物制備及其性能研究.pdf

1、全球范圍內(nèi),石油產(chǎn)品的使用量在不斷增加,與此同時(shí)在其運(yùn)輸、加工、開(kāi)采等環(huán)節(jié)中,不斷有原油和石油加工品泄露。而少量泄露也會(huì)對(duì)當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)系統(tǒng)帶來(lái)毀滅性打擊。利用超疏水親油材料進(jìn)行油水分離和利用吸油聚合物把油污吸附是解決該問(wèn)題最常用的方法。
　　超疏水材料是指水的接觸角大于150°,并且水的滾動(dòng)角小于10°的材料。而這主要取決于材料的化學(xué)組成和表面幾何形貌。吸油聚合物是一類(lèi)具有大量親油基團(tuán)的低交聯(lián)聚合物?，F(xiàn)有絕大部分的超疏水材料由聚合物

2、或者無(wú)機(jī)金屬氧化物材料制成。聚合物在油性液體中,容易溶脹或溶解,而無(wú)機(jī)金屬氧化物則對(duì)飲用水有一定毒性。
　　本論文利用浸泡提拉法在濾紙表面吸附大量二氧化硅納米微球,開(kāi)發(fā)了一種易于調(diào)節(jié)表面能、能穩(wěn)定分離油性液體超疏水親油濾紙。利用自由基聚合和離子自組裝法制備了丙烯酸型吸油材料有效的吸附了多種液體。研究了制備條件與材料潤(rùn)濕性能的關(guān)系和規(guī)律,并探索了兩種材料應(yīng)用于分離不同表面張力液體的可行性。主要研究?jī)?nèi)容和結(jié)論如下:
　　1.通過(guò)

3、控制攪拌速率和反應(yīng)物濃度,可以利用Stober法制得不同粒徑的二氧化硅納米微球。采用不同粒徑二氧化硅納米微球、不同浸泡方法和烷基硅烷修飾能制備得到超疏水親油濾紙。把濾紙浸泡在粒徑176nm二氧化硅納米微球中四次,并采用十八烷基三乙氧基硅烷修飾可以制得具有超疏水性能的濾紙,水的接觸角為151.5°,滾動(dòng)角為12.1°。
　　2.采用該濾紙分離不互溶的水-辛烷體系,分離后水中辛烷含量低于5wt％;分離辛烷含量低于60wt%的辛烷-乙二

4、醇體系,分離后乙二醇中辛烷含量也低5wt%;但是該種濾紙對(duì)于互溶的水-甲醇體系分離能力很低。
　　3.利用自由基聚合制備了多種丙烯酸型的吸油共聚物,考察了不同丙烯酸酯和苯乙烯配比、交聯(lián)劑用量、不同丙烯酸酯烷基側(cè)鏈長(zhǎng)度、被吸附液體極性對(duì)共聚物吸油性能的影響。當(dāng)丙烯酸十八酯和苯乙烯摩爾比為5:5時(shí),共聚物對(duì)液體的吸附能力最強(qiáng);交聯(lián)劑摩爾含量0.5%時(shí),共聚物吸油能力最強(qiáng);隨著側(cè)鏈烷基鏈長(zhǎng)度增加,共聚物吸油性增強(qiáng);對(duì)不同的液體,多種丙烯

5、酸型共聚物的吸油率隨著液體極性的增大而先升高后降低,對(duì)四氫呋喃的吸附量最大。所制備的丙烯酸型吸油聚合物對(duì)于煤油-水混合液的吸附率介于煤油和純水之間,具有可重復(fù)使用性。
　　4.采用十六烷基三甲基溴化銨和雙十六烷基雙甲基溴化銨,利用離子組裝法制備了兩種丙烯酸型的吸油聚合物。聚合物的吸附率隨著液體極性的增加先升高后降低,對(duì)四氫呋喃的吸附量最大。由雙十六烷基雙甲基溴化銨組裝得到的聚合物具有較低的結(jié)晶溫度和更多的吸油長(zhǎng)鏈烷基側(cè)鏈,其吸附率