超亲水膜材料的制备及其在乳液分离中的应用
发布时间：2021-09-17 08:12
随着社会的进步和工业的快速发展,环境问题日益严峻,在众多类型的污染中,水污染是一个尤其值得关注的问题。在人们生产生活的过程中会频繁地向水中排放大量废物,其中一部分是油类,而油类与水混合后易形成乳液,导致分离处理的难度大大增加。目前,人们研究了许多基于特殊润湿性原理制备的油水分离膜,这种材料相比于传统的工业处理方法来说具有更明显的优势,能快速高效地分离含油废水,而且经过修饰、改性后能获得更多的附加功能,实现同时处理多种污染物的效果。本文设计并制备了一系列基于无机化合物和聚合物的油水分离膜用于乳液的高效分离,并对乳液中的其他污染物做了针对性的研究,可使材料达到分离加处理的双重效果。（1）采用一步水热法制备碘掺杂碳酸氧铋纳米片包覆的碳布。碳酸氧铋纳米片在碳布纤维表面均匀分布,形成累积的层状微观结构,赋予材料特殊的超润湿性。该材料可高效分离水包油乳液,通过对水包甲苯等乳液的分离实验,可证实材料最大分离效率可达99.9%,且经过多次循环后分离效率仍能达到较高水平。（2）以铜网为基底,通过简便的水热法制备了钼酸锰包覆的铜网,该材料兼具乳液分离和有机染料的光催化降解功能。对材料进行润湿性表征、乳液分...
【文章来源】：苏州大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．３?ＰＴＦＥ修饰的不锈钢网等的表面形貌？］??在这项工作之后，许多研究人员进行了超疏水材料的研宄，发展出了相当多的超??
第１章?超亲水膜材料的制备及其在乳液分离中的应用??上形成了一层粗糙的具有微纳米结构、低表面能的ＰＴＦＥ覆盖层（图１３），展现出超??疏水和超亲油的特性，柴油能在２４０?ｍｓ内渗透穿过不锈钢网膜。这种制备方法工艺??简单、快速，可以大规模地制备这种材料，工业化应用潜力巨大。??ｔ?ｆ蟲？赛參》＃?－?＊??＿豸麵鬌＃＃鶴瀘櫞??酿痛＊?ｔ?艚??？?＜?＾??＇＇?＇ｕ：??ｆ；：：Ｍ??图１．３?ＰＴＦＥ修饰的不锈钢网等的表面形貌？］??在这项工作之后，许多研究人员进行了超疏水材料的研宄，发展出了相当多的超??疏水油水分离材料。Ｍａ等人［４１］通过电纺丝法将聚酰亚胺（Ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ，?ＰＩ）纳米纤维与原??位聚合的含二氧化桂纳米颗粒（ＳＮＰ）的聚苯并恶嗪（Ｐｏｌｙｂｅｎｚｏｘａｚｉｎｅ，?ＰＢＺ）官能团结合??起来，构建出无氟体系的超疏水膜。所制备的膜具有超疏水性，水接触角大于１５４°，??并且具有９９％以上的油水分离效率，可分离多种油水混合物。??Ｐｏｌｖｍｅｒ?ｓｏｌｕｔｉｏｕ?Ｃｏｌｌｅｃｔｏｒ??ｐ－：：Ｐｇｅ－：＾??ＺＨ３?ｏ?〇?ＣＺＤ?〇?ｊ?、?Ｍｏｔｏｒ??ｊ?＾?１＝＝．．．．．．．．．．．．＇?■??／ＳＸ＿▲一??Ｖ?＼?ＰＩ?ｍｅｍｂｒａｎｅ??〇?ｐ（Ｂ．〇（ｉａ，?／??＊?：ｒ?ｌ?ｊ?＿??？?Ｏｉｌ?（?Ｉ＞Ｈ／．，ＰＩ?ｍｅｍｂｒａｎｅ??图１．４?ＳＮＰ／ＰＢＺ／ＰＩ膜的制备过程［４１］??Ｒｅｎ等人ｔ４２］通过氧化浸渍法制备了超疏水性的铜网，具体做法是将铜网浸没在碱??性的过硫酸钠溶液中，反应后再使用硬脂酸钠乙醇溶液处理。所制得的膜
亲水膜材料的制备及其在乳液分离中的应用?第１章??疏水性，接触角可达１５７°，油水分离效率可以达到９９．５％。此外，该法制备的铜网耐??机械形变，经过各种弯曲测试后仍能保持原来的疏水性，表明该膜具有非常好的柔韧??性。??Ｚｈｕ等人［４３］利用多巴胺的自聚合，调节合适的ｐＨ，同时加入一定的十二硫醇，将??不同大小的纳米四氧化三铁颗粒负载于泡沫海绵上，并且由于硫醇的加入，使得泡沫??海绵具有超疏水性质。通过这种方法得到的材料能有效地分离油水混合物，同时具有??磁性，能被磁铁吸引（图１．５）。其中，纳米颗粒的吸附机制可能与多巴胺的粘性以及??儿茶酚的反应活性有关，并且根据这种性质可以推广到许多其他的纳米颗粒和负载基??体。这类纳米材料可以应用在自清洁、环境修复、催化剂和生物传感器等领域。??（ａ）?—、??，请谭??１＇?ｗ?ｔ?＾??图１．５疏水泡沫海绵的分离效果测试［４３］??Ｑｉｎｇ等人［４４］通过简单的静电纺丝－烧结技术制备一种聚四氟乙烯纳米纤维膜。具??体过程为，先利用静电纺丝法制备出聚四氟乙烯纳米颗粒，再将其均匀分布在ＰＶＡ纳??米纤维膜上，最后经烧结处理制成ＰＴＦＥ膜。这种纳米纤维膜具有超疏水性，水接触??角可达１５５°，滑动角为５．１°，拉伸强度高达１９．７?ＭＰａ，表现出优异的机械强度。油水??分离实验表明这种膜可进行高效的分离，分离通量为１２１５Ｌ＿ｍ＿２＿ｈ４。此外，这种膜具??备优异的耐腐蚀性，可以经受实际工业油水混合物的酸碱性和腐蚀性。??Ｓｉｄｄｉｑｕｉ等人［４５］通过等离子体溅射法和化学气相沉积法在活性碳纤维上制造出了??超疏水性的碳纳米纤维膜（图１．６），这种膜对酸和碱稳定，将其
本文编号：3398317
【文章来源】：苏州大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．３?ＰＴＦＥ修饰的不锈钢网等的表面形貌？］??在这项工作之后，许多研究人员进行了超疏水材料的研宄，发展出了相当多的超??
第１章?超亲水膜材料的制备及其在乳液分离中的应用??上形成了一层粗糙的具有微纳米结构、低表面能的ＰＴＦＥ覆盖层（图１３），展现出超??疏水和超亲油的特性，柴油能在２４０?ｍｓ内渗透穿过不锈钢网膜。这种制备方法工艺??简单、快速，可以大规模地制备这种材料，工业化应用潜力巨大。??ｔ?ｆ蟲？赛參》＃?－?＊??＿豸麵鬌＃＃鶴瀘櫞??酿痛＊?ｔ?艚??？?＜?＾??＇＇?＇ｕ：??ｆ；：：Ｍ??图１．３?ＰＴＦＥ修饰的不锈钢网等的表面形貌？］??在这项工作之后，许多研究人员进行了超疏水材料的研宄，发展出了相当多的超??疏水油水分离材料。Ｍａ等人［４１］通过电纺丝法将聚酰亚胺（Ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ，?ＰＩ）纳米纤维与原??位聚合的含二氧化桂纳米颗粒（ＳＮＰ）的聚苯并恶嗪（Ｐｏｌｙｂｅｎｚｏｘａｚｉｎｅ，?ＰＢＺ）官能团结合??起来，构建出无氟体系的超疏水膜。所制备的膜具有超疏水性，水接触角大于１５４°，??并且具有９９％以上的油水分离效率，可分离多种油水混合物。??Ｐｏｌｖｍｅｒ?ｓｏｌｕｔｉｏｕ?Ｃｏｌｌｅｃｔｏｒ??ｐ－：：Ｐｇｅ－：＾??ＺＨ３?ｏ?〇?ＣＺＤ?〇?ｊ?、?Ｍｏｔｏｒ??ｊ?＾?１＝＝．．．．．．．．．．．．＇?■??／ＳＸ＿▲一??Ｖ?＼?ＰＩ?ｍｅｍｂｒａｎｅ??〇?ｐ（Ｂ．〇（ｉａ，?／??＊?：ｒ?ｌ?ｊ?＿??？?Ｏｉｌ?（?Ｉ＞Ｈ／．，ＰＩ?ｍｅｍｂｒａｎｅ??图１．４?ＳＮＰ／ＰＢＺ／ＰＩ膜的制备过程［４１］??Ｒｅｎ等人ｔ４２］通过氧化浸渍法制备了超疏水性的铜网，具体做法是将铜网浸没在碱??性的过硫酸钠溶液中，反应后再使用硬脂酸钠乙醇溶液处理。所制得的膜
亲水膜材料的制备及其在乳液分离中的应用?第１章??疏水性，接触角可达１５７°，油水分离效率可以达到９９．５％。此外，该法制备的铜网耐??机械形变，经过各种弯曲测试后仍能保持原来的疏水性，表明该膜具有非常好的柔韧??性。??Ｚｈｕ等人［４３］利用多巴胺的自聚合，调节合适的ｐＨ，同时加入一定的十二硫醇，将??不同大小的纳米四氧化三铁颗粒负载于泡沫海绵上，并且由于硫醇的加入，使得泡沫??海绵具有超疏水性质。通过这种方法得到的材料能有效地分离油水混合物，同时具有??磁性，能被磁铁吸引（图１．５）。其中，纳米颗粒的吸附机制可能与多巴胺的粘性以及??儿茶酚的反应活性有关，并且根据这种性质可以推广到许多其他的纳米颗粒和负载基??体。这类纳米材料可以应用在自清洁、环境修复、催化剂和生物传感器等领域。??（ａ）?—、??，请谭??１＇?ｗ?ｔ?＾??图１．５疏水泡沫海绵的分离效果测试［４３］??Ｑｉｎｇ等人［４４］通过简单的静电纺丝－烧结技术制备一种聚四氟乙烯纳米纤维膜。具??体过程为，先利用静电纺丝法制备出聚四氟乙烯纳米颗粒，再将其均匀分布在ＰＶＡ纳??米纤维膜上，最后经烧结处理制成ＰＴＦＥ膜。这种纳米纤维膜具有超疏水性，水接触??角可达１５５°，滑动角为５．１°，拉伸强度高达１９．７?ＭＰａ，表现出优异的机械强度。油水??分离实验表明这种膜可进行高效的分离，分离通量为１２１５Ｌ＿ｍ＿２＿ｈ４。此外，这种膜具??备优异的耐腐蚀性，可以经受实际工业油水混合物的酸碱性和腐蚀性。??Ｓｉｄｄｉｑｕｉ等人［４５］通过等离子体溅射法和化学气相沉积法在活性碳纤维上制造出了??超疏水性的碳纳米纤维膜（图１．６），这种膜对酸和碱稳定，将其
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