3D打印超疏水超親油多孔膜及其在油水分離中的應(yīng)用.pdf

1、近年來(lái)，隨著原油泄漏事故的頻繁發(fā)生，工廠(chǎng)含油廢水的大量排放，油水污染物嚴(yán)重影響了生態(tài)環(huán)境以及人們的生產(chǎn)與生活，因此治理油污染廢水非常緊迫。膜分離法由于其分離過(guò)程屬于物理作用無(wú)相變化，能耗低且分離裝置簡(jiǎn)單易設(shè)計(jì)，選擇性好等優(yōu)點(diǎn)，成為油水分離常用的方法之一，而分離效果如何關(guān)鍵在于膜材料的選擇，具有超疏水超親油性的材料由于其對(duì)油水存在的特殊界面性質(zhì)，備受人們關(guān)注。
　　本文利用簡(jiǎn)單、高效的3D打印方法制備了能夠阻礙水通過(guò)允許油通過(guò)的超疏

2、水-超親油多孔膜，并實(shí)現(xiàn)了對(duì)多種油水混合物的分離。基于多孔超疏水超親油多孔材料的傳統(tǒng)制備方法，常常需要復(fù)雜的處理才能在多孔網(wǎng)格上構(gòu)建出微納米結(jié)構(gòu)，因此超疏水膜表面容易形成不均勻的膜孔且其機(jī)械穩(wěn)定性較差，因此我們提出了3D打印這種簡(jiǎn)單和環(huán)境友好的方式，通過(guò)用疏水的納米二氧化硅填充PDMS制備墨水，再將配置的墨水通過(guò)3D打印技術(shù)實(shí)現(xiàn)有序多孔結(jié)構(gòu)的超疏水超親油膜的制備，最后用于油水污染物的分離。納米粒子的填充能夠改變墨水的機(jī)械強(qiáng)度，據(jù)此調(diào)節(jié)墨

3、水的流變性能，以確保通過(guò)3D直寫(xiě)能夠制備出不會(huì)坍塌的多孔膜結(jié)構(gòu)。在通過(guò)調(diào)整打印的線(xiàn)間距在膜表面形成亞毫米的粗糙結(jié)構(gòu)，特殊潤(rùn)濕性的超疏水超親油PDMS膜由此而獲得。不僅如此，3D打印方式是直接在打印的多孔框架上形成超疏水表面，這種方式成功的避免了傳統(tǒng)的制備“超疏水網(wǎng)格+涂層”表面，涂層與基底之間機(jī)械穩(wěn)定性差的問(wèn)題。此外，通過(guò)電腦程序打印的膜孔尺寸容易被調(diào)整進(jìn)而調(diào)節(jié)液體流量和分離效率，以多種油進(jìn)行了油水分離測(cè)試，水油按一定的體積比進(jìn)行了油水

4、分離實(shí)驗(yàn)，在～0.37 mm孔徑的膜油水分離最高效率達(dá)到99％以上，幾乎完全將油水分離，并且具有～23700 L/m2·h高的流通量;此膜也能對(duì)不同酸堿性水/油混合物進(jìn)行分離，其分離效率也在85％以上。以上測(cè)試結(jié)果表明，我們自主研發(fā)、設(shè)計(jì)、制備的用于油水分離的超疏水超親油膜，不僅擺脫了其它制備超疏水多孔膜的復(fù)雜過(guò)程，而且其制備方便、快捷;而且制備的膜機(jī)械穩(wěn)定性好，油水分離效率高，這對(duì)于將其應(yīng)用于解決實(shí)際的含油廢水污染問(wèn)題，特別是對(duì)于解決