由于工業(yè)含油廢水的排放與頻繁的石油泄漏事故的發(fā)生等造成的海洋水域污染程度的增加,創(chuàng)新和發(fā)展油水混合物及油水乳液分離技術(shù)已成為一個具有挑戰(zhàn)性的任務(wù),尋找恰當?shù)姆椒ń鉀Q油水污染問題,從而純化、回收油類物質(zhì),既可節(jié)約能源又能保護環(huán)境。膜分離技術(shù)因其操作簡單,能耗低,無二次污染,分離效果明顯,是未來發(fā)展的主要方向。本文旨在開發(fā)一種性能優(yōu)良的疏水/親油型膜材料,并將其應(yīng)用在油水分離領(lǐng)域。本實驗主要分為兩個部分,第一部分主要制備了超疏水/超親油油水分離濾布,選擇帶有SH-官能團的巰丙基三甲氧基硅烷（MPTMS）對納米SiO2功能修飾,然后通過浸漬-涂覆的方法制備超疏水性涂層濾布,對涂層濾布的結(jié)構(gòu)及性能進行了表征,并探究其對油水混合物的分離能力。聚偏氟乙烯（PVDF）具有優(yōu)良的物理化學(xué)性能,熱穩(wěn)定性好、耐化學(xué)氧化性、抗酸堿性強、可采用多種制備方法,并且制備工藝簡單易操作,因此成為水處理領(lǐng)域高性能用膜的熱點材料。因此,第二部分主要通過雙凝固浴法制備了表面具有粗糙微納米結(jié)構(gòu)的疏水/親油型PVDF膜材料,首先研究了凝固浴組成及非溶劑型添加劑對膜表面形貌及性能的影響,其次引入了具有長烷基鏈疏水型的聚甲基丙烯... 

【文章來源】：天津工業(yè)大學(xué)天津市

【文章頁數(shù)】：105 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 研究背景及意義
        1.1.1 含油廢水的產(chǎn)生及危害
        1.1.2 油水混合物的存在形式
        1.1.3 常用油水分離方法
    1.2 特殊潤濕性油水分離材料的研究進展
        1.2.1 表面化學(xué)的基本理論
        1.2.2 超親水/超疏油油水分離材料
        1.2.3 超疏水/超親油油水分離材料
            1.2.3.1 超疏水濾布
            1.2.3.2 超疏水三維多孔材料
            1.2.3.3 超疏水薄膜
    1.3 膜分離技術(shù)概述
        1.3.1 膜分離技術(shù)原理
        1.3.2 膜材料分類
        1.3.3 相轉(zhuǎn)換法制膜方法
        1.3.4 疏水膜制膜材料
        1.3.5 聚偏氟乙烯疏水膜在油水分離中的應(yīng)用
    1.4 浸沒沉淀相分離法制備PVDF膜過程的影響因素
        1.4.1 聚合物濃度
        1.4.2 非溶劑添加劑
        1.4.3 凝固浴組成及溫度
    1.5 課題意義及研究內(nèi)容
        1.5.1 課題意義
        1.5.2 研究內(nèi)容
第二章 超疏水聚酯濾布的制備及油水分離性能的研究
    2.1 引言
    2.2 實驗試劑與儀器
        2.2.1 化學(xué)試劑
        2.2.2 實驗儀器
    2.3 實驗部分
        2.3.1 納米SiO_2的表面修飾
        2.3.2 超疏水過濾濾布的制備
            2.3.2.1 PET濾布的預(yù)處理
            2.3.2.2 超疏水過濾濾布的制備
    2.4 測試與表征
        2.4.1 傅立葉變換紅外光譜分析
        2.4.2 X射線光譜分析
        2.4.3 掃描電子顯微鏡
        2.4.4 X射線能譜分析
        2.4.5 透射電子顯微鏡
        2.4.6 粒度分布分析
        2.4.7 表面潤濕性分析
        2.4.8 物理力學(xué)性能測試
        2.4.9 濾布對油的吸附及分離實驗
    2.5 結(jié)果與討論
        2.5.1 表面修飾SiO_2的紅外光譜分析
        2.5.2 X射線能譜分析
        2.5.3 SiO_2表面修飾前后的微觀形態(tài)
        2.5.4 聚酯濾布表面的微觀形貌分析
        2.5.5 超疏水濾布的表面潤濕性
        2.5.6 超疏水濾布對油水混合物的分離
        2.5.7 超疏水濾布的耐溶劑性
        2.5.8 物理力學(xué)性能
    2.6 本章小結(jié)
第三章 PVDF膜微結(jié)構(gòu)的調(diào)控及其油水分離性能
    3.1 引言
    3.2 實驗試劑與儀器
        3.2.1 化學(xué)試劑
        3.2.2 實驗儀器
    3.3 實驗部分
    3.4 測試與表征
        3.4.1 掃描電子顯微鏡
        3.4.2 廣角X射線衍射分析
        3.4.3 差示掃描量熱分析
        3.4.4 激光共聚焦顯微鏡分析
        3.4.5 表面潤濕性分析
        3.4.6 物理力學(xué)性能測試
        3.4.7 油水分離膜分離性能的測試
        3.4.8 油水分離膜分離效率的測試
    3.5 結(jié)果與討論
        3.5.1 凝固浴對PVDF膜表面形貌及性能的影響
            3.5.1.1 凝固浴對PVDF膜表面形貌的影響
            3.5.1.2 凝固浴對PVDF膜表面接觸角的影響
            3.5.1.3 凝固浴對膜表面形貌影響的原因
        3.5.2 添加劑對PVDF膜的表面形貌及性能的影響
            3.5.2.1 添加劑對PVDF膜表面形貌的影響
            3.5.2.2 添加劑對PVDF膜表面接觸角的影響
            3.5.2.3 添加劑對PVDF膜表面粗糙度的影響
            3.5.2.4 添加劑對PVDF膜結(jié)晶性的影響
            3.5.2.5 對油水混合物的分離性能
            3.5.2.6 對油包水乳液的分離性能
            3.5.2.7 PVDF膜的物理力學(xué)性能
    3.6 本章小結(jié)
第四章 PVDF/PSMA復(fù)合膜微結(jié)構(gòu)的調(diào)控及其油水分離性能
    4.1 引言
    4.2 實驗試劑與儀器
        4.2.1 化學(xué)試劑
        4.2.2 實驗儀器
    4.3 實驗部分
        4.3.1 PVDF/PSMA復(fù)合膜成膜參數(shù)的正交設(shè)計
            4.3.1.1 正交試驗安排
            4.3.1.2 正交方案確定
        4.3.2 PVDF/PSMA復(fù)合疏水膜的制備
            4.3.2.1 鑄膜液的制備
            4.3.2.2 雙凝固浴法制備PVDF/PMSA復(fù)合膜
    4.4 測試與表征
        4.4.1 掃描電子顯微鏡
        4.4.2 廣角X射線衍射分析
        4.4.3 差示掃描量熱分析
        4.4.4 激光共聚焦顯微鏡分析
        4.4.5 表面潤濕性分析
        4.4.6 物理力學(xué)性能測試
        4.4.7 油水分離膜分離性能的測試
        4.4.8 傅立葉變換紅外光譜分析
        4.4.9 油水分離膜分離效率的測試
    4.5 結(jié)果與討論
        4.5.1 PVDF/PSMA復(fù)合膜的表面形貌分析
        4.5.2 PVDF/PSMA復(fù)合膜表面粗糙度及潤濕性的分析
        4.5.3 PVDF/PSMA復(fù)合膜對油水乳液的分離
        4.5.4 PVDF/PSMA復(fù)合膜的物理力學(xué)性能
        4.5.5 正交試驗分析結(jié)果
        4.5.6 PVDF/PSMA復(fù)合膜溫敏性的分析
            4.5.6.1 DSC分析
            4.5.6.2 PVDF/PSMA復(fù)合膜水通量的測試
        4.5.7 PSMA對復(fù)合膜結(jié)晶性的影響
            4.5.7.1 紅外分析
            4.5.7.2 XRD分析
    4.6 本章小結(jié)
第五章 PVDF/GE復(fù)合膜微結(jié)構(gòu)的調(diào)控及其油水分離性能
    5.1 引言
    5.2 實驗試劑與儀器
        5.2.1 化學(xué)試劑
        5.2.2 實驗儀器
    5.3 實驗部分
        5.3.1 紡絲液的配制
        5.3.2 PVDF納米纖維的制備
        5.3.3 納米纖維復(fù)合雙層膜的制備
    5.4 測試與表征
        5.4.1 掃描電子顯微鏡
        5.4.2 透射電子顯微鏡
        5.4.3 廣角X射線衍射分析
        5.4.4 差示掃描量熱分析
        5.4.5 表面潤濕性分析
        5.4.6 物理力學(xué)性能測試
        5.4.7 油水分離膜分離性能的測試
        5.4.8 油水分離膜分離效率的測試
    5.5 結(jié)果分析
        5.5.1 納米纖維復(fù)合膜的表面形貌分析
        5.5.2 納米纖維復(fù)合膜的表面潤濕性分析
        5.5.3 納米纖維復(fù)合膜的結(jié)晶度及物理力學(xué)性能分析
        5.5.4 納米纖維復(fù)合膜的XRD分析
        5.5.5 納米纖維復(fù)合膜的分離性能
    5.6 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論與展望
    6.1 研究結(jié)論
    6.2 問題與展望
參考文獻
發(fā)表論文和參加科研情況說明
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
[1]聚酯織物表面耐用超疏水涂層的制備及在油水分離中的應(yīng)用(英文)[J]. 李楊,汪家道,樊麗寧,陳大融.  物理化學(xué)學(xué)報. 2016(04)
[2]現(xiàn)代油水分離技術(shù)與原理[J]. 張博,王建華,吳慶濤,康志強.  過濾與分離. 2014(02)
[3]基于楊氏方程的固體表面能計算研究進展[J]. 劉永明,施建宇,鹿芹芹,郭云珠,陳瑞卿,尹大川.  材料導(dǎo)報. 2013(11)
[4]添加劑對PVDF膜結(jié)構(gòu)和性能的影響[J]. 趙絲絲,相波,王作華,李義久.  化學(xué)研究與應(yīng)用. 2010(12)
[5]凝固浴組成和溫度對PVDF疏水微孔膜結(jié)構(gòu)與性能的影響[J]. 李倩,許振良,呂潔.  高校化學(xué)工程學(xué)報. 2010(02)
[6]仿荷葉表面研究進展[J]. 粟常紅,陳慶民.  化學(xué)通報. 2008(01)



本文編號：3249158