聚四氟乙烯基复合纤维膜的制备及其油水分离性能研究

发布时间：2020-06-07 21:47

【摘要】：随着社会的快速发展,随之而来的是各种问题,其中,含油废水问题一直深受人们关注,但因其难以解决而一直困扰着人们。因此,如何有效地解决油污染水源已引起各国人们的广泛关注。目前,科学家们致力于界面润湿性明显的材料,以此来应用于油水分离。本课题利用静电纺丝技术制备了以PTFE为基底,并通过直接加入不同质量的氧化物得到一系列的纤维膜。利用TG-EDS、SEM、XRD、TEM、FT-IR等手段对材料进行表征,以便观察材料的形貌及结构组成,还研究了材料的疏水性、对不同油水混合物的油水分离性能及材料的循环使用性能。具体研究结论如下:(1)采用静电纺丝法制得了不同质量比的PVA/PTFE复合纤维膜,再经过低温煅烧成功得到了PTFE纤维膜,其纤维粗细均匀,具有很好的韧性,熔化后粘结在一起,形成具有较多空隙、连接的纤维网结构。且PTFE纤维膜具有超疏水性,其疏水角随PTFE加入量的增多而增大,可高达166.4°。在油水分离测试中,PTFE纤维膜展现出了良好的油水分离效率,对三种不同油水混合物分离效率均高达98.5%,且PTFE纤维膜具有良好的稳定性及循环性能。(2)采用静电纺丝技术及煅烧法制得了含有不同质量ZnO的PTFE/ZnO纤维膜。所制得的纤维直径粗细不均一,且熔化后粘结在一起,形成连接的、具有一定孔隙的纤维网结构,纤维表面有凸起及凹坑,其粗糙结构与PTFE纤维本身的微米级的粗糙结构共同构成了微纳米级的二级粗糙结构。此外,PTFE/ZnO纤维膜具有稳定的超疏水性,其疏水角随ZnO加入量的减少而增大,可高达166.4°。在油水分离测试中,PTFE/ZnO纤维膜对不同油水混合物均具有良好的油水分离效率,均高达98.5%;此外,该纤维膜具有良好的稳定性及循环性能,能够连续循环使用于分离油水混合物。(3)采用相同的合成法制备了含有不同质量Al_2O_3的PTFE/Al_2O_3纤维膜,其纤维直径粗细不均一,纤维表面凹凸不平,且纤维与纤维之间有球状结构,颗粒和纤维表面的突起及凹坑共同构成了粗糙结构。此外,PTFE/Al_2O_3纤维膜具有超疏水性,且Al_2O_3加入量越少,其疏水角越大,最高可高达178°。在油水分离测试中,发现PTFE/Al_2O_3纤维膜对不同油水混合物均具有良好的油水分离效率,均高达98.5%,且具有良好的稳定性及循环性能,能够连续循环使用于分离油水混合物。
【图文】：

含油废水,海洋石油,工业

第一章绪论1.1 引言近些年来，随着城市化、工业化进程的加快，人们的生活水平不断提高，但随之而来的是日益严峻的环境问题[1]。例如，水污染问题，而含油废水是一种比较常见的水污染现象，它对人类生活及健康、生态环境及生态平衡都造成了一定程度上的影响[2]。因此，如何有效、快速的解决含油废水一直以来都是各国政府和人民群众关注的重点之一。含油废水来自于生活中的方方面面，例如在工业生产过程（采矿、纺织、钢铁工业等）中会产生大量的含油废水，对人类健康及生态环境造成了极大的威胁[3-4]；此外，，石油生产及海上运输则会出现海洋石油泄漏等事故，对海洋环境及海洋生物带来了巨大的灾难[5-6]。图 1.1 列举了一些工业含油废水排放及海洋石油泄漏造成的污染的图片。所以，如何有效地处理含油废水不仅对解决环境污染问题具有很深远的影响，还可以解决水资源缺乏等一系列问题。

油水分离,主题,疏油,润湿性

苏州科技大学硕士论文第一章绪论十分紧迫和重要。事实上，近几年来，从 Web of Science 上检索到关于主题为“油水分离”的文献，总体上呈现出了增长的趋势，如图 1.2 所示。在油水分离这个领域中，其研究方向已集中于将界面思想和仿生学结合的特殊润湿性界面材料上，比如超疏水-超亲油、超亲水-超疏油等材料[11]。正是因为油水分离材料是疏水或疏油的，因此，可以使得油水两相中的一相被排斥，与此同时另一相可以渗透通过，这样就可以达到油和水分离的目的[12]。所以，拥有特殊润湿性的材料可以在油水分离这一领域大放异彩。
【学位授予单位】：苏州科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TQ051.893;X703

【参考文献】