超疏水多孔材料的仿生制备及油水分离应用

发布时间：2021-01-05 04:34

　　随着工业和经济的快速发展,在给人们的生活带来诸多便利的同时也会产生一定的环境污染问题。例如,近年来工业和生活中含油污水的恶意排放严重影响自然环境和人类生活。另外石油泄漏现象的不断出现,这不仅会对资源产生浪费,也会威胁生态环境。因此,如何实现有效的油水分离便成为一个急需解决的问题。传统的油水分离方法包括（电）化学法、物理法以及生物法等,尽管这些方法能够达到油水分离的效果,但是仍然存在分离效率低、产生二次污染、操作复杂、成本高等问题。本文利用廉价易得的海绵、棉布、不锈钢网等作为基材制备超疏水油水分离材料,主要内容包括以下四个方面:（1）通过一步法将密胺海绵（MF）浸入含有多巴胺（DA）和十二烷基三甲氧基硅烷（DTMS）的溶液中反应,从而构筑超疏水海绵,测得其对水的接触角高达157.8±0.5°,对油的接触角为0°,表现出特有的超疏水和超亲油特性。对该超疏水海绵的化学稳定性、环境稳定性、机械稳定性进行研究,发现其在不同有机溶剂、不同pH值、不同温度及外力作用后仍能表现出良好的超疏水特性。（2）超疏水多孔材料应用于油水分离。通过一步法制备超疏水海绵的方法具有广泛的适用性,可以对不同的基材（聚氨... 

【文章来源】：陕西师范大学陕西省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：102 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图２－１原始ＭＦ海绵（ａ？？低倍，ｂ：高倍）和ＭＦ＠ＰＤＡ－ＤＴＭＳ海绵（ｃ：低倍，ｄ：高倍）的扫描??电镜照片；插图为对应的水接触角照片??Ｆｉｇ．２－１?ＳＥＭ?ｉｍａｇｅｓ?ｏｆ?ｐｒｉｓｔｉｎｅ?ＭＦ?ｓｐｏｎｇｅ?（ａ：Ｌｏｗ?ｍａｇｎｉｆｉｃａｔｉｏｎ；?ｂ：Ｈｉｇｈ?ｍａｇｎｉｆｉｃａｔｉｏｎ）?ａｎｄ??

?陕西师范大学硕士学位论文??时，如图２－４ｂ，这些油滴迅速的被海绵吸收，同时海绵的油接触角为〇。，这表明??了?ＭＦ＠ＰＤＡ－ＤＴＭＳ海绵具有超疏水超亲油特性［９Ｇ，９１ｊ。再将原始ＭＦ海绵和超疏??水ＭＦ＠ＰＤＡ－ＤＴＭＳ海绵同时放入盛水的烧杯中（图２－４ｃ），可以观察到原始ＭＦ??海快速沉入烧杯底部，这是由于原始海绵具有亲水性和三维孔洞结构；然而??ＭＦ＠ｒｃ＞Ａ－ＤＴＭＳ海绵能够稳定的漂浮在水表面，并在一周之后观察仍然能够在??水表面漂浮，证明ＭＦ＠ＰＤＡ－ＤＴＭＳ海绵具有稳定持久的超疏水特性。对超疏水??海绵的特性做了进一步研宄，用外力将超疏水海绵按入烧杯中，如图２－４ｄ，可以??看到海绵出现类似于银镜的光亮表面，这是因为海绵孔洞里的空气与水接触；若??撤除外力

除了对ＭＦ＠ＰＤＡ－ＤＴＭＳ海绵在高温下的稳定性测试外，通过热分析系统对??其热稳定性进行了测试，在空气气氛下，从室温升温至８００°Ｃ（升温速率ｌＯＴ／ｍｉｎ）??下测试其的耐热程度和损失率，结果如图２－６所示，从图中可以看到，原始海绵??和超疏水海绵都是在３７０°Ｃ左右开始失重，主要是由于密胺海绵中亚甲基的分解??和三嗪环受热后发生分解；另一方面，可观察到在同一温度下，原始海绵的失重??程度大于修饰后的超疏水海绵，说明ＭＦ＠ＰＤＡ－ＤＴＭＳ海绵相比原始海绵的具有??较好的热稳定性

【参考文献】：
期刊论文
[1]膜分离技术在油田含油污水处理中的应用研究进展[J]. 蔺爱国,刘培勇,刘刚,张国忠.  工业水处理. 2006(01)



本文编号：2958032