超疏水-超亲油不锈钢滤网的制备及其在油水分离中的应用研究

发布时间：2020-12-24 04:42

　　随着工业化社会的快速发展,人们越来越关注环境和污染问题。目前,工业生产中产生的含油污水、频发的原油泄漏和海洋溢油不仅会导致严重的经济损失、能源的浪费,而且也会严重破坏生态环境。所以,如何高效分离含油废水已引起人们的广泛关注。而近年来,具有特殊润湿性的材料是油水分离领域的研究热点。例如,超疏水-超亲油材料,由于其表面对油和水有不同的亲和力,油可以很容易通过该材料而水不能,所以可以实现油水的快速分离。本文选用不锈钢滤网作为基底,通过喷涂的方法制备超疏水-超亲油滤网以用于油水分离。本文研究内容如下:（1）采用简单的溶液自由基聚合的方法制备了POSS基丙烯酸酯杂化无规共聚物P（MMA-SMA-MAPOSS）,并利用FTIR、¹H NMR和TGA对其进行了表征。然后将共聚物与固化剂α-氰基丙烯酸乙酯的乙酸乙酯溶液,喷涂于不锈钢滤网表面,制备得到超疏水-超亲油不锈钢滤网。通过借助SEM、XPS等表征来尝试解释了喷涂后滤网的超疏水超亲油机理,探讨滤网孔径对其表面疏水性的影响,最佳孔径的滤网喷涂后表面的水接触角达到153°,滚动角为4.5°;该不锈钢滤网不仅能够实现不同油水混合物... 

【文章来源】：华南理工大学广东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：71 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

（a）Young模型，（b）Wenzel模型和（c）Cassie模型示意图

间的夹角大小，如图 1-1a 所示的夹角 θ分为四种：超亲水性（θ 接近 0°）、亲水）、超疏水性（150°＜θ＜180°）。而滚动角好开始向下滚落时的临界倾斜角，如图来表征材料表面的静态润湿性，用滚动大，滚动角值越小，则固体表面的疏水性＜10°时，材料表面达到超疏水。oung 模型，（b）Wenzel 模型和（c）Casiagrams of (a) Young, (b) Wenzel and (c) C

滤得到的产物在60℃的真空干燥箱中干燥。为了验证MAPOSS的作用，用上述同样的步骤（除了添加MAPOSS）合成无POSS杂化丙烯酸酯聚合物P(MMA-SMA)。图2-1 （a）POSS基杂化丙烯酸酯共聚物的合成，（b）超疏水-超亲油不锈钢滤网的形成示意图Fig. 2-1 (a) Synthesis of the POSS-containing acrylic copolymer. (b) Formation of asuperhydrophobic–superoleophilic mesh.2.2.2.2 超疏水-超亲油不锈钢滤网的制备超疏水-超亲油不锈钢滤网是通过在不锈钢滤网上喷涂上述的POSS基杂化丙烯酸酯聚合物来制备的，制备过程的示意图如图2-1b所示。首先将P(MMA-SMA-MAPOSS)溶解在乙酸乙酯（EA）中，质量浓度为10%。然后将α-氰基丙烯酸乙酯作为交联剂加入到上述混合物中，使涂层和不锈钢滤网之间通过氢键作用而产生更紧密的结合。随后，控制在喷涂距离为10-15 cm，喷涂压力控制在0.3 MPa的条件下，将上述混合物喷涂到滤网上。最后，将已喷涂的滤网在室温环境下干燥15


本文编号：2935003