熔体微分静电纺丝纳米纤维膜分离油水乳液的研究

发布时间：2023-03-20 02:22

　　为了提高采收率,进入开发后期的油田通常采用强化注水等技术来保持油藏压力和较大的驱动力,这使得原油含水乳化,水分难以被分离。静电纺丝技术作为一种制备连续聚合物纳米纤维的方法,为聚合物膜的制备提供了新的契机。静电纺丝纳米纤维膜的多孔结构、高渗透性和特殊的表面性能在油包水乳液分离中具有极大的应用潜力。单一纤维膜层无法有效分离复杂的乳液,所以根据根据乳液分离机理制备具有相对应的功能的膜层是目前的研究重点。为此,本文设计了复合多级纳米纤维膜,包括聚结层和亲油疏水的分离层。并根据不同层需要选择不同的添加剂,调控其添加比例及工艺条件,成功制备了绿色高效的分离膜。具体研究内容如下:(1)通过熔体微分电纺聚乳酸(PLA)纳米纤维膜分离油包水乳液。当纺丝电压40kV,纺丝距离70 mm,纺丝温度240℃、接收时间为3 min时,在重力驱动下油通量达到1054L/(m2·h),分离效率达到90.4%。同时,对制备的PLA纳米纤维膜进行多巴胺涂覆表面亲水改性,其水接触角从128°下降至26°具有超亲水性。亲水PLA纤维膜能有效进行破乳聚结,油包水乳液中水珠平均尺寸由2.7μm增至25.2μm。可以作为复合多级...

【文章页数】：76 页

【学位级别】：硕士

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摘要
abstract
符号说明
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 油品含水的现状
        1.2.1 油中水分来源
        1.2.2 含水油品的除水方法
    1.3 膜分离在油水乳液分离中的应用
        1.3.1 膜分离原理
        1.3.2 纤维膜对分离效率的影响
        1.3.3 不同分离膜制备及性能
    1.4 静电纺丝技术简介
        1.4.1 静电纺丝原理
        1.4.2 溶液静电纺丝技术
        1.4.3 熔体静电纺丝技术
    1.5 静电纺丝纤维膜在油水乳液分离中的应用
        1.5.1 电纺共混膜
        1.5.2 多层复合膜
        1.5.3 电纺膜后处理
    1.6 研究意义及研究内容
        1.6.1 研究意义
        1.6.2 研究方案
        1.6.3 研究内容
第二章 熔体微分电纺制备PLA纳米纤维膜及其亲水改性聚结分离性能
    2.1 实验
        2.1.1 实验材料
        2.1.2 实验仪器
        2.1.3 实验装置
        2.1.4 试样制备
        2.1.5 测试与表征
    2.2 结果与分析
        2.2.1 熔体微分电纺PLA工艺温度的确定
        2.2.2 纤维膜润湿性与分离性能
        2.2.3 亲水改性纤维膜聚结性能
    2.3 本章小结
第三章 熔体微分电纺PLA/SiO₂纳米纤维膜制备及油包水乳液分离性能
    3.1 实验
        3.1.1 实验材料
        3.1.2 实验仪器
        3.1.3 实验装置
        3.1.4 试样制备
        3.1.5 测试与表征
    3.2 结果与分析
        3.2.1 熔体微分电纺PLA/SiO₂工艺温度的确定
        3.2.2 不同SiO₂含量纤维的形貌与直径
        3.2.3 PLA/SiO₂纤维膜的拉伸强度
        3.2.4 PLA/SiO₂纤维膜的润湿性
        3.2.5 PLA/ SiO₂纤维膜分离油包水乳液性能
    3.3 本章小结
第四章 熔体微分电纺PLA/硅油纳米纤维膜制备及油包水乳液分离性能
    4.1 实验
        4.1.1 实验材料
        4.1.2 实验仪器
        4.1.3 实验装置
        4.1.4 试样制备
        4.1.5 测试与表征
    4.2 结果与分析
        4.2.1 物料热性能测试
        4.2.2 不同硅油含量纤维形貌及润湿性
        4.2.3 不同硅油含量纤维膜孔径分布及其油包水乳液分离性能
    4.3 本章小结
第五章 结论与展望
    5.1 本文结论
    5.2 展望
参考文献
致谢
研究成果及发表的学术论文
作者与导师简介
附录



本文编号：3766484