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已成為一個具有挑戰(zhàn)性的任務，尋找恰當?shù)姆椒ń鉀Q油水污染問題，從而純化、回收油類物質，既可節(jié)約能源又能保護環(huán)境。膜分離技術因其操作簡單，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，并將其應用在油水分離領域。
　　本實驗主要分為兩個部分，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-官能團的巰丙基三甲氧基硅烷(MPTMS)對納米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，對涂層濾布的結構及性能進行了表征，并探究其對油水混合物的分離能力。聚偏氟乙烯(PVDF)具有優(yōu)良的物理化學性能，熱穩(wěn)定性好、耐化學氧化性、抗酸堿性強、可采用多種制備方法，并且制備工藝簡單易操作，因此成為水處理領域高性能用膜的熱點材料。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構

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膜表面形貌及性能的影響，其次引入了具有長烷基鏈疏水型的聚甲基丙烯酸十八烷基酯(PSMA)，通過物理共混的方式增加復合膜的疏水性，并在此部分采用正交試驗的方法分析了PVDF/PSMA配比、鑄膜液溫度、相分離時間、凝固浴溫度四種因素對氯仿包水(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度較低的問題，選擇靜電紡絲納米纖維膜作為增強支撐層，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的誘導結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構，這種微結構不僅提高了復合膜對乳液的分離效率，而且納米纖維之間相互搭接形成的物理交聯(lián)點也提高了復合膜的物理力學性能。利用冷場掃描電子顯微鏡(SEM)、激光共聚焦顯微鏡(CLSM)、光學接觸角測試儀(OCA)、X射線衍射儀（XRD）、差示掃描量熱儀(DSC)和卡爾費休水分分析儀(C20)、萬能試驗機等對其結

5、構和性能進行了表征。
　　結果表明，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，且表面接觸角遠大于水作為凝固浴時的接觸角。PVDF/PSMA的配比對SEE-2濾液中油的純度影響較大，并且隨著PSMA含量的增加，復合膜對乳液分離的通量和效率均得到了提高，M-9的通量可達230 kg