共价有机框架（COF-DhaTab）的制备及其在油水分离领域的应用研究

发布时间：2022-08-10 18:01

　　随着经济的快速发展,人类对资源的需求量越来越大,伴随而来的环境污染问题日益严峻。各类溢油事故的频繁发生给水体和生态系统带来了巨大的破坏。在保护生态环境方面,性能优异的油水分离膜和吸油材料的制备及应用具有很高的社会意义和实际应用价值。优异的吸油材料应具有超疏水/超亲油的特性且有较高的吸油、储油能力。目前油水分离膜和吸油材料的可循环利用性、分离选择性和吸油量均不理想,限制了其在水处理领域中的广泛应用。为了解决上述问题,本论文分别以聚丙烯腈（PAN）和商用三聚氰胺海绵（MS）为基体材料,通过共混、接枝等方法对基体材料进行改性,制备了共价有机框架（COF-DhaTab）/PAN基油水分离膜和改性共价有机框架（COF-DTF）接枝MS（COF-DTF@MS）,该方法显著提高了PAN膜的油水分离性能和MS的吸油、拒水能力。本论文主要进行了以下两方面研究工作:（1）以PAN纳米纤维为基体,以COF-DhaTab为添加剂,通过静电纺丝法制备了PAN基高效油水分离膜。实验采用了简单的共混法将COF-DhaTab与PAN聚合物共混后静电纺丝,当COF-DhaTab的添加量为3 wt.%时PAN膜的浸润性由... 

【文章页数】：71 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 水体中油类污染及危害
    1.2 含油污水的处理方法
        1.2.1 物理法
        1.2.2 生物法
        1.2.3 化学法
    1.3 材料的浸润性
        1.3.1 材料浸润性介绍
        1.3.2 影响表面浸润性的因素
    1.4 油水分离膜材料的研究背景
        1.4.1 疏水亲油型分离膜
        1.4.2 亲水疏油型分离膜
        1.4.3 刺激响应型分离膜
        1.4.4 双向分离膜
    1.5 吸油材料的研究现状
        1.5.1 无机吸油材料
        1.5.2 有机吸油材料
        1.5.3 天然吸油材料
    1.6 常用的表面改性方法
        1.6.1 浸涂
        1.6.2 静电纺丝
        1.6.3 化学气相沉积
    1.7 课题的研究意义及存在问题
        1.7.1 课题的研究意义
        1.7.2 目前存在的问题
    1.8 课题研究内容
第二章 共价有机框架(COF-DhaTab)的制备及其在油水分离中的应用
    2.1 前言
    2.2 实验部分
        2.2.1 实验试剂及原料
        2.2.2 实验仪器及设备
        2.2.3 COF-DhaTab/PAN复合膜及PAN纳米纤维膜的制备
        2.2.4 膜的结构与性能表征
            2.2.4.1 纳米纤维膜的纤维形貌
            2.2.4.2 表面粗糙度
            2.2.4.3 表面浸润性
            2.2.4.4 力学性能
            2.2.4.5 化学结构及热稳定性
            2.2.4.6 结晶结构
            2.2.4.7 微孔结构
            2.2.4.8 油水分离性能
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 COF-DhaTab的表征
        2.3.2 PAN纳米纤维膜和复合膜的形貌与力学性能
        2.3.3 膜表面浸润性
        2.3.4 分离过程及机理
        2.3.5 抗污染性能及机理
        2.3.6 重复利用性和油水分离性能
    2.4 本章小结
第三章 孔通道修饰制备超疏水共价有机框架(COF-DTF)及其应用
    3.1 前言
    3.2 实验部分
        3.2.1 实验试剂及原料
        3.2.2 实验仪器及设备
        3.2.3 COF-DTF的合成
        3.2.4 COF-DTF@MS的制备
        3.2.5 COF-DTF和 COF-DTF@MS的表征
            3.2.5.1 颗粒及海绵的形貌
            3.2.5.2 水接触角
            3.2.5.3 化学结构
            3.2.5.4 结晶结构
            3.2.5.5 吸油性能
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 COF-DTF的反应机理
        3.3.2 COF-DTF的结构表征
        3.3.3 COF-DTF的疏水性
        3.3.4 COF-DTF@MS的制备及表征
        3.3.5 COF-DTF及 COF-DTF@MS的应用
    3.4 本章小结
第四章 实验结论与建议
    4.1 实验结论
    4.2 实验建议
参考文献
发表论文和参加科研情况
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]低浸润性表面的制备及其功能化研究进展[J]. 李娜,侯成敏,张效林,曹从军,夏卫民,王梅,寇艳萍,张伟.  功能材料. 2019(09)
[2]溢油吸附材料研究进展[J]. 张庆范,安伟,赵建平,赵宇鹏,刘保占.  化工新型材料. 2019(08)
[3]高吸油材料的研究进展[J]. 陆平,王晓丽,彭士涛,罗磊,吕娜.  现代化工. 2019(04)
[4]纳米聚丙烯纤维吸油特性及对水面浮油的吸附研究[J]. 王文华,王静,寇希元,邱金泉,苗英霞.  海洋技术. 2013(02)
[5]水体中油污染现状及测定方法研究[J]. 魏淑伟.  枣庄学院学报. 2011(02)
[6]荷叶表面纳米结构与浸润性的关系[J]. 王景明,王轲,郑咏梅,江雷.  高等学校化学学报. 2010(08)
[7]木棉纤维对水中柴油的吸附性能[J]. 周俊伟,汤甜玉,钟妙珍,申哲昊,崔龙哲.  环境科学与技术. 2010(07)
[8]油田污水处理技术现状及发展趋势[J]. 张文.  油气地质与采收率. 2010(02)
[9]静电纺丝原理研究进展[J]. 薛聪,胡影影,黄争鸣.  高分子通报. 2009(06)
[10]石油类污染物对土壤生态环境的危害[J]. 张学佳,纪巍,康志军,孙大勇,单伟,王建.  化工科技. 2008(06)

博士论文
[1]亲油疏水型海绵和膜基油水分离材料的制备及其性能研究[D]. 李辈辈.上海大学 2016
[2]超疏水功能界面的制备及应用[D]. 王会杰.中国科学技术大学 2015
[3]石油安全理论与实践问题研究[D]. 刘德成.中共中央党校 2006

硕士论文
[1]乙醇诱导下基于PVDF的超疏水涂层及油水分离膜性能研究[D]. 缪伟振.郑州大学 2018
[2]涤棉基底可逆超亲疏油水分离膜的制备及应用[D]. 郭素明.东华大学 2017
[3]油水分离滤纸及吸油聚合物制备及其性能研究[D]. 卢晟.上海交通大学 2013
[4]纳米界面特殊浸润性研究[D]. 卢培超.南京理工大学 2013



本文编号：3674097