【摘要】：近年來,隨著工業(yè)化進程的加速,伴隨而來的工業(yè)化過程中產(chǎn)生的原油污染以及化學試劑污染已經(jīng)嚴重威脅人類的可持續(xù)發(fā)展。因此,有效的處理油類和有機污染物已經(jīng)成為目前亟需解決的問題之一。傳統(tǒng)的燃燒、重力沉降、離心或化學分散等處理方法,雖在一定程度上能實現(xiàn)油水分離,但是能耗過高、分離效率低以及會造成二次污染等缺點使其在實際應用上面臨著巨大的挑戰(zhàn)。因此,開發(fā)新型高效分離膜材料具有重要的意義。目前,應用于油水分離領域的膜材料大多存在著材料自身結構單一、孔隙率低以及制備過程復雜、后處理繁瑣等一系列問題。針對上述問題,本文利用熔噴超細纖維膜纖維直徑小、孔隙率高、比表面積大、功能化改性容易、結構可控性好的特點,對纖維膜的結構及濕潤性進行有效調節(jié),制備出了多種具有超濕潤性的熔噴超細纖維油水分離膜材料。具體研究結果如下:(1)在荷葉表面超疏水現(xiàn)象的啟發(fā)下,通過簡單的噴涂法,在熔噴聚苯硫醚(PPS)超細纖維膜表面構筑粗糙結構,制備具有超疏水-超親油特性的PPS超細纖維膜�？疾炝司鬯姆蚁�(PTFE)微粉含量對熔噴PPS超細纖維膜結構及疏水性的影響;分析了纖維膜的油水分離機理;并進一步研究了其油水分離性能。實驗結果表明:PTFE微粉和聚乙烯蠟粉(PEW)的引入,不僅有效降低了熔噴PPS超細纖維膜的表面能還提高了其表面粗糙度,進而使纖維膜呈現(xiàn)出超疏水-超親油性能。此外,超疏水-超親油PPS超細纖維膜能在重力作用下高效的分離多種油水混合物,最高滲透通量可達5190L m-2 h-1,分離效率高達99.5%,具有良好的循環(huán)使用性能。(2)通過將浸漬法與熱壓法相結合,采用殼聚糖(CTS)對熔噴PPS超細纖維膜進行修飾,制備出具有高孔隙率和小孔徑的超親水-水下超疏油PPS超細纖維膜。研究了CTS濃度對纖維膜親水性的影響;分析了其超親水和水下超疏油性能的機理;考察了熱壓對纖維膜孔徑和孔隙率的影響;并進一步探究了其對不同類型的油包水乳液的分離性能以及分離機理。研究數(shù)據(jù)表明:得益于CTS自身的親水性以及交聯(lián)后在纖維表面形成的納米級皺紋狀凸起,表面修飾后的纖維膜呈現(xiàn)出超親水-水下超疏油性能。通過熱壓可以有效的降低纖維膜的孔徑,同時保持較高的孔隙率,從而提高其對油水混合物的分離效率和滲透通量。此外,超親水-水下超疏油PPS超細纖維膜在重力下對水包油乳液的滲透通量最高可達2250L m-2 h-1,分離效率高達99.5%,且還呈現(xiàn)出良好的抗污染性、循環(huán)使用性以及抗菌性。
【學位授予單位】：武漢紡織大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TB383.2;X703
【圖文】：

1 緒 論言是生命之源，是人類賴以生存和發(fā)展的基礎。近年來，隨著社會的快速來的工業(yè)化過程中產(chǎn)生的油污染和化學試劑污染(如圖 1.1)已經(jīng)嚴重威脅發(fā)展[1-3]。由于人類對海洋石油的大量開采，海上溢油事件頻發(fā)。2011 年萊所發(fā)生的溢油事故對大范圍的海域造成不同程度的污染，其中劣四類累計約 870 平方公里[4]。海上溢油事故會導致大量的原油覆蓋臨近海域，成分主要是碳氫化合物和其它有毒化學物質，會對海洋生物以及沿海生遠的影響，并且還嚴重威脅人類的身體健[5-8]；同時，化學試劑的隨意排近海水域的油污染日趨嚴重，從而給人類賴以生存的生態(tài)環(huán)境帶來極大的面對著油污染的日益加劇和水資源枯竭的問題，如何有效的處理油類和回收水資源已經(jīng)成為目前亟需解決的問題之一[10]。

動下進行膜分離。反滲透膜的孔徑一般為 0.1-1nm，主要用于水溶液中低分的濃縮以及溶解鹽的脫除等。驅動壓力一般為 1000-10000kPa。年來，這類分離膜因具有分離效率高、成本低廉，可大規(guī)模生產(chǎn)的特點域得到廣泛的應用[19]。然而，分離膜抗污染能力差和滲透通量低的缺點應用前景。因此，通過對分離膜的結構和表面濕潤性進行合理設計，提力是后續(xù)油水分離膜研究的重要方向。面濕潤性概述 自然界中的超濕潤性表面然界的生命經(jīng)過億萬年的演變，演繹出了“適者生存”的自然真諦，進化濕潤性的表面(圖 1.2)[20]。荷葉的表面在微納米級粗糙結構和疏水物質的現(xiàn)出超疏水和自清潔性能[21]。自然界中還存在許多具有類似超疏水和自植物，例如水黽腿、蝴蝶翅膀等。此外，自然界中也同時存在大量天然例豬籠草、鯊魚皮、花蛤內壁等。這些自然界動植物所具有的特殊濕潤決問題提供了思路。

【參考文獻】

相關期刊論文 前2條

1 黃佳音;;蓬萊19-3油田發(fā)生溢油事故 再敲海上安全生產(chǎn)警鐘[J];國際石油經(jīng)濟;2012年Z1期

2 王寶元;;熔噴非織造布的應用和展望[J];福建輕紡;2011年04期

本文編號：2714946