超疏水多孔材料的仿生制備及油水分離應(yīng)用
發(fā)布時間:2021-01-05 04:34
隨著工業(yè)和經(jīng)濟的快速發(fā)展,在給人們的生活帶來諸多便利的同時也會產(chǎn)生一定的環(huán)境污染問題。例如,近年來工業(yè)和生活中含油污水的惡意排放嚴重影響自然環(huán)境和人類生活。另外石油泄漏現(xiàn)象的不斷出現(xiàn),這不僅會對資源產(chǎn)生浪費,也會威脅生態(tài)環(huán)境。因此,如何實現(xiàn)有效的油水分離便成為一個急需解決的問題。傳統(tǒng)的油水分離方法包括(電)化學(xué)法、物理法以及生物法等,盡管這些方法能夠達到油水分離的效果,但是仍然存在分離效率低、產(chǎn)生二次污染、操作復(fù)雜、成本高等問題。本文利用廉價易得的海綿、棉布、不銹鋼網(wǎng)等作為基材制備超疏水油水分離材料,主要內(nèi)容包括以下四個方面:(1)通過一步法將密胺海綿(MF)浸入含有多巴胺(DA)和十二烷基三甲氧基硅烷(DTMS)的溶液中反應(yīng),從而構(gòu)筑超疏水海綿,測得其對水的接觸角高達157.8±0.5°,對油的接觸角為0°,表現(xiàn)出特有的超疏水和超親油特性。對該超疏水海綿的化學(xué)穩(wěn)定性、環(huán)境穩(wěn)定性、機械穩(wěn)定性進行研究,發(fā)現(xiàn)其在不同有機溶劑、不同pH值、不同溫度及外力作用后仍能表現(xiàn)出良好的超疏水特性。(2)超疏水多孔材料應(yīng)用于油水分離。通過一步法制備超疏水海綿的方法具有廣泛的適用性,可以對不同的基材(聚氨...
【文章來源】:陜西師范大學(xué)陜西省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:102 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
圖2-1原始MF海綿(a??低倍,b:高倍)和MF@PDA-DTMS海綿(c:低倍,d:高倍)的掃描??電鏡照片;插圖為對應(yīng)的水接觸角照片??Fig.2-1?SEM?images?of?pristine?MF?sponge?(a:Low?magnification;?b:High?magnification)?and??
?陜西師范大學(xué)碩士學(xué)位論文??時,如圖2-4b,這些油滴迅速的被海綿吸收,同時海綿的油接觸角為〇。,這表明??了?MF@PDA-DTMS海綿具有超疏水超親油特性[9G,91j。再將原始MF海綿和超疏??水MF@PDA-DTMS海綿同時放入盛水的燒杯中(圖2-4c),可以觀察到原始MF???焖俪寥霟撞,這是由于原始海綿具有親水性和三維孔洞結(jié)構(gòu);然而??MF@rc>A-DTMS海綿能夠穩(wěn)定的漂浮在水表面,并在一周之后觀察仍然能夠在??水表面漂浮,證明MF@PDA-DTMS海綿具有穩(wěn)定持久的超疏水特性。對超疏水??海綿的特性做了進一步研宄,用外力將超疏水海綿按入燒杯中,如圖2-4d,可以??看到海綿出現(xiàn)類似于銀鏡的光亮表面,這是因為海綿孔洞里的空氣與水接觸;若??撤除外力
除了對MF@PDA-DTMS海綿在高溫下的穩(wěn)定性測試外,通過熱分析系統(tǒng)對??其熱穩(wěn)定性進行了測試,在空氣氣氛下,從室溫升溫至800°C(升溫速率lOT/min)??下測試其的耐熱程度和損失率,結(jié)果如圖2-6所示,從圖中可以看到,原始海綿??和超疏水海綿都是在370°C左右開始失重,主要是由于密胺海綿中亞甲基的分解??和三嗪環(huán)受熱后發(fā)生分解;另一方面,可觀察到在同一溫度下,原始海綿的失重??程度大于修飾后的超疏水海綿,說明MF@PDA-DTMS海綿相比原始海綿的具有??較好的熱穩(wěn)定性
【參考文獻】:
期刊論文
[1]膜分離技術(shù)在油田含油污水處理中的應(yīng)用研究進展[J]. 藺愛國,劉培勇,劉剛,張國忠. 工業(yè)水處理. 2006(01)
本文編號:2958032
【文章來源】:陜西師范大學(xué)陜西省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:102 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
圖2-1原始MF海綿(a??低倍,b:高倍)和MF@PDA-DTMS海綿(c:低倍,d:高倍)的掃描??電鏡照片;插圖為對應(yīng)的水接觸角照片??Fig.2-1?SEM?images?of?pristine?MF?sponge?(a:Low?magnification;?b:High?magnification)?and??
?陜西師范大學(xué)碩士學(xué)位論文??時,如圖2-4b,這些油滴迅速的被海綿吸收,同時海綿的油接觸角為〇。,這表明??了?MF@PDA-DTMS海綿具有超疏水超親油特性[9G,91j。再將原始MF海綿和超疏??水MF@PDA-DTMS海綿同時放入盛水的燒杯中(圖2-4c),可以觀察到原始MF???焖俪寥霟撞,這是由于原始海綿具有親水性和三維孔洞結(jié)構(gòu);然而??MF@rc>A-DTMS海綿能夠穩(wěn)定的漂浮在水表面,并在一周之后觀察仍然能夠在??水表面漂浮,證明MF@PDA-DTMS海綿具有穩(wěn)定持久的超疏水特性。對超疏水??海綿的特性做了進一步研宄,用外力將超疏水海綿按入燒杯中,如圖2-4d,可以??看到海綿出現(xiàn)類似于銀鏡的光亮表面,這是因為海綿孔洞里的空氣與水接觸;若??撤除外力
除了對MF@PDA-DTMS海綿在高溫下的穩(wěn)定性測試外,通過熱分析系統(tǒng)對??其熱穩(wěn)定性進行了測試,在空氣氣氛下,從室溫升溫至800°C(升溫速率lOT/min)??下測試其的耐熱程度和損失率,結(jié)果如圖2-6所示,從圖中可以看到,原始海綿??和超疏水海綿都是在370°C左右開始失重,主要是由于密胺海綿中亞甲基的分解??和三嗪環(huán)受熱后發(fā)生分解;另一方面,可觀察到在同一溫度下,原始海綿的失重??程度大于修飾后的超疏水海綿,說明MF@PDA-DTMS海綿相比原始海綿的具有??較好的熱穩(wěn)定性
【參考文獻】:
期刊論文
[1]膜分離技術(shù)在油田含油污水處理中的應(yīng)用研究進展[J]. 藺愛國,劉培勇,劉剛,張國忠. 工業(yè)水處理. 2006(01)
本文編號:2958032
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