基于纬二重组织的油水分离织物的设计及制备

发布时间：2017-12-24 21:42

  本文关键词：基于纬二重组织的油水分离织物的设计及制备　出处：《东华大学》2017年硕士论文　论文类型：学位论文

  更多相关文章： 纬二重 疏水性织物 超亲水织物 Janus织物 油水分离

【摘要】：含油污水一直是生活和生产中的重要问题,严重影响着人们的生活和生态环境。传统的油水分离方法如物理法、化学法和生物法因其能耗高、分离效率低和成本高等问题而限制了其应用。近年来,受自然界中具有特殊浸润性生物的启发,超疏水材料、超亲水材料等得到了广泛的关注与研究,通过调节多孔性材料表面润湿性,可以实现油水混合液的分离;该类材料具有分离效率高、低能耗的特点,逐渐成为油水分离材料研究的热点。纺织品为常见的多孔性材料,因其来源广泛、价格低廉,是理想的油水分离材料基底。提高纺织品表面的粗糙度或降低其表面能,可制备具有良好油水分离性能的超疏水材料;增加纤维表面的亲水性基团的数量,可制备具有超亲水性的材料;对纺织品进行单面疏水化处理,可制备具有Janus性质的材料。机织物由经纱和纬纱以一定的规律交织而成,具有外观挺括和坚实等特点。纬二重组织为机织物复杂组织中的一员,由两种相同或不同的纬纱和一种类型的经纱交织而成。其中的一种纬纱与经纱交织构成表面组织一,另一种纬纱与经纱交织构成表面组织二。本文基于纬二重组织原理,通过调节经纱和纬纱的亲、疏水性能,编织得到三种具有不同浸润性的织物,分别为纬二重疏水性织物、纬二重亲水性织物和纬二重janus织物。利用场发射扫描电镜(fesem)和x射线能量色散谱(eds)对纱线的形貌和元素组成进行表征;采用光学显微镜确定纬二重织物的组织结构;使用接触角分析仪、油水分离装置研究其浸润性、油水分离性能。以疏水处理的涤纶纱线为经纱,疏水处理的棉纱线为纬纱,编织得到疏水性的织物。接触角测试表明,疏水性的织物的接触角达到150°以上,具有疏水、亲油的特点;将织物应用于油水分离实验,可以实现不同类型的油水混合液的有效分离,且分离效率达到96%以上;循环油水分离实验测试表明纬二重疏水性织物能够实现10次以上的油水分离,且接触角仍保持在150°左右,分离效率保持在96%以上。以碱减量处理后的涤纶纱线为经纱,二氧化硅处理后的棉纱线为纬纱,编织得到超亲水性织物。超亲水性的织物在空气中具有亲水亲油性,在水下具有超疏油的特点,油与织物的接触角在150°以上;将织物应用于油水分离实验,可以实现不同类型的油水混合液(正庚烷/水、十二烷/水、石油醚/水、液体石蜡)的有效分离,且分离效率达到96%以上;循环油水分离实验测试表明纬二重超亲水性织物能够实验50次以上的油水分离,且不被杂质和油污污染,分离效率保持在96%以上。以疏水处理的涤纶纱线为经纱,疏水处理的棉纱线和二氧化硅处理的棉纱线为纬纱,编织得到具有janus性质的织物。该织物一面具有超疏水、超亲油的特点,在空气中与水的接触角在150°以上;另一面具有亲水性,在水下具有超疏油的特点,在水下与正庚烷的接触角在150°以上。将该Janus织物应用于油水分离实验,织物的疏水面朝上,可以实现油(ρ1)与水的混合液的有效分离;翻转织物,织物的亲水面朝上,可以实现油(ρ1)与水的混合液的有效分离,且油水分离效率达到95%以上;循环油水分离实验测试表明纬二重Janus织物能够实现多次油水分离,且疏水面和亲水面的接触角测试未发生较大的改变,油水分离效率仍在95%以上。
【学位授予单位】：东华大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TS106.6;X703

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本文编号：1330097