海泡石多孔陶瓷的制备、表面改性及其油水分离性能研究

发布时间：2023-10-29 19:52

　　随着工业的不断发展,原油泄漏及含油工业废水的大量排放已成为环境保护急需解决的难题。传统的油水分离方法主要有离心法、重力法、生物氧化法和化学法等。但上述方法所用油水分离材料的界面浸润性差,在回收油的同时也吸附了大量的水分导致分离选择性较低,并影响材料的使用。针对以上问题,本论文以海泡石多孔陶瓷为基底材料,通过原位催化裂解生成CNTs的方法对多孔陶瓷进行改性,制备了超疏水/超亲油的CNTs改性多孔陶瓷。采用发泡-注凝成型法制备了海泡石多孔陶瓷,研究了烧结温度及固含量对多孔陶瓷常温力学性能、隔热性能和透气度的影响。并在此基础上以废弃塑料为碳源,采用催化裂解的工艺制备了碳纳米管改性的超疏水/超亲油海泡石多孔陶瓷,将其应用于工业有机污染液体的分离收集。分析了催化剂种类、催化剂用量、裂解温度和升温速率等对碳纳米管改性多孔陶瓷油水分离性能的影响。在解决“白色污染”的同时,也缓解了水体的污染问题。研究表明:1)以海泡石纤维为原料、Isobam 104(IB)为分散剂和粘结剂、十二烷基硫酸三乙醇胺(TLS)为发泡剂和羧甲基纤维素钠(CMC)为稳泡剂,采用发泡-注凝法制备了海泡石多孔陶瓷。经1473 K/...

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【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第1章 文献综述
    1.1 引言
    1.2 油水分离材料
        1.2.1 表面润湿现象及机理
    1.3 油水分离过滤材料
        1.3.1 金属基油水分离过滤材料
        1.3.2 高分子基油水分离过滤材料
    1.4 油水分离吸附材料
        1.4.1 传统油水分离吸附材料
        1.4.2 多孔油水分离吸附材料
    1.5 论文的目的、意义及主要内容
第2章 实验
    2.1 实验原料及设备
        2.1.1 实验原料
        2.1.2 主要实验设备
    2.2 实验制备过程
        2.2.1 海泡石纤维的预处理
        2.2.2 发泡-注凝法制备海泡石多孔陶瓷
        2.2.3 催化剂负载
        2.2.4 聚乙烯催化裂解制备CNTs改性海泡石多孔陶瓷
        2.2.5 冷冻干燥/催化裂解法一步制备碳CNTs改性海泡石多孔陶瓷
    2.3 检测与表征
        2.3.1 物相检测
        2.3.2 水润湿性能
        2.3.3 显微结构
        2.3.4 海泡石多孔陶瓷的常温物理性能
        2.3.5 海泡石多孔陶瓷的透气度
        2.3.6 CNTs改性多孔陶瓷的碳含量
        2.3.7 油水分离实验测定方法
第3章 发泡-注凝成型法制备海泡石多孔陶瓷及其物理性能研究
    3.1 海泡石原料的TG-DSC分析
    3.2 固含量对海泡石多孔陶瓷性能的影响
        3.2.1 固含量对海泡石多孔陶瓷孔隙率和显微结构的影响
        3.2.2 固含量对海泡石多孔陶瓷力学性能的影响
    3.3 烧结温度对海泡石多孔陶瓷力学、导热及透气性能的影响
        3.3.1 烧结温度对海泡石多孔陶瓷物相及显微结构的影响
        3.3.2 烧结温度对海泡石多孔陶瓷常温物理性能的影响
        3.3.3 海泡石多孔陶瓷的导热性能及透气度
    3.4 小结
第4章 催化裂解法制备超疏水/超亲油CNTs改性海泡石多孔陶瓷及其油水分离性能研究
    4.1 聚乙烯原位催化裂解制备CNTs改性海泡石多孔陶瓷
        4.1.1 催化剂种类和浓度对CNTs改性多孔陶瓷的影响
        4.1.2 裂解温度对CNTs改性多孔陶瓷形貌的影响
        4.1.3 升温速率对CNTs改性多孔陶瓷形貌的影响
        4.1.4 CNTs改性多孔陶瓷的TEM和 BET分析
    4.2 CNTs改性海泡石多孔陶瓷的油水分离性能
        4.2.1 CNTs改性多孔陶瓷的表面润湿性
        4.2.2 连续性油水分离装置的设计、组装及其油水分离性能
        4.2.3 高温、低温、强酸及强碱条件下CNTs改性多孔陶瓷的稳定性研究
        4.2.4 CNTs对多孔陶瓷导电性的影响
    4.3 小结
第5章 冷冻干燥/催化裂解法制备CNTs改性海泡石多孔陶瓷及其油水分离性能研究
    5.1 冷冻干燥/催化裂解一步法制备CNTs改性海泡石多孔陶瓷
        5.1.1 固含量对CNTs改性多孔陶瓷形貌的影响
        5.1.2 温度对CNTs改性多孔陶瓷形貌的影响
        5.1.3 升温速率对CNTs改性多孔陶瓷形貌的影响
        5.1.4 CNTs改性海泡石多孔陶瓷的TEM分析
    5.2 CNTs改性海泡石多孔陶瓷的油水分离性能
        5.2.1 CNTs改性多孔陶瓷的静态油水分离吸附
        5.2.2 连续性油水分离装置及其油水分离性能
    5.3 小结
第6章 结论与展望
    6.1 结论
致谢
附录1 攻读硕士学位期间发表的论文
附录2 攻读硕士学位期间参加的科研项目
参考文献



本文编号：3858759