【摘要】：近年來(lái),隨著工業(yè)化進(jìn)程的加速,伴隨而來(lái)的工業(yè)化過(guò)程中產(chǎn)生的原油污染以及化學(xué)試劑污染已經(jīng)嚴(yán)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(jī)污染物已經(jīng)成為目前亟需解決的問(wèn)題之一。傳統(tǒng)的燃燒、重力沉降、離心或化學(xué)分散等處理方法,雖在一定程度上能實(shí)現(xiàn)油水分離,但是能耗過(guò)高、分離效率低以及會(huì)造成二次污染等缺點(diǎn)使其在實(shí)際應(yīng)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(yīng)用于油水分離領(lǐng)域的膜材料大多存在著材料自身結(jié)構(gòu)單一、孔隙率低以及制備過(guò)程復(fù)雜、后處理繁瑣等一系列問(wèn)題。針對(duì)上述問(wèn)題,本文利用熔噴超細(xì)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(jié)構(gòu)可控性好的特點(diǎn),對(duì)纖維膜的結(jié)構(gòu)及濕潤(rùn)性進(jìn)行有效調(diào)節(jié),制備出了多種具有超濕潤(rùn)性的熔噴超細(xì)纖維油水分離膜材料。具體研究結(jié)果如下:(1)在荷葉表面超疏水現(xiàn)象的啟發(fā)下,通過(guò)簡(jiǎn)單的噴涂法,在熔噴聚苯硫醚(PPS)超細(xì)纖維膜表面構(gòu)筑粗糙結(jié)構(gòu),制備具有超疏水-超親油特性的PPS超細(xì)纖維膜�？疾炝司鬯姆蚁�(PTFE)微粉含量對(duì)熔噴PPS超細(xì)纖維膜結(jié)構(gòu)及疏水性的影響;分析了纖維膜的油水分離機(jī)理;并進(jìn)一步研究了其油水分離性能。實(shí)驗(yàn)結(jié)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(xì)纖維膜的表面能還提高了其表面粗糙度,進(jìn)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(xì)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(dá)5190L m-2 h-1,分離效率高達(dá)99.5%,具有良好的循環(huán)使用性能。(2)通過(guò)將浸漬法與熱壓法相結(jié)合,采用殼聚糖(CTS)對(duì)熔噴PPS超細(xì)纖維膜進(jìn)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(xì)纖維膜。研究了CTS濃度對(duì)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(jī)理;考察了熱壓對(duì)纖維膜孔徑和孔隙率的影響;并進(jìn)一步探究了其對(duì)不同類型的油包水乳液的分離性能以及分離機(jī)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(jí)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(guò)熱壓可以有效的降低纖維膜的孔徑,同時(shí)保持較高的孔隙率,從而提高其對(duì)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(xì)纖維膜在重力下對(duì)水包油乳液的滲透通量最高可達(dá)2250L m-2 h-1,分離效率高達(dá)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(xué)位授予單位】：武漢紡織大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：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(chǔ)。近年來(lái)，隨著社會(huì)的快速來(lái)的工業(yè)化過(guò)程中產(chǎn)生的油污染和化學(xué)試劑污染(如圖 1.1)已經(jīng)嚴(yán)重威脅發(fā)展[1-3]。由于人類對(duì)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(duì)大范圍的海域造成不同程度的污染，其中劣四類累計(jì)約 870 平方公里[4]。海上溢油事故會(huì)導(dǎo)致大量的原油覆蓋臨近海域，成分主要是碳?xì)浠衔锖推渌卸净瘜W(xué)物質(zhì)，會(huì)對(duì)海洋生物以及沿海生遠(yuǎn)的影響，并且還嚴(yán)重威脅人類的身體健[5-8]；同時(shí)，化學(xué)試劑的隨意排近海水域的油污染日趨嚴(yán)重，從而給人類賴以生存的生態(tài)環(huán)境帶來(lái)極大的面對(duì)著油污染的日益加劇和水資源枯竭的問(wèn)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(wèn)題之一[10]。

動(dòng)下進(jìn)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(qū)動(dòng)壓力一般為 1000-10000kPa。年來(lái)，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(diǎn)域得到廣泛的應(yīng)用[19]。然而，分離膜抗污染能力差和滲透通量低的缺點(diǎn)應(yīng)用前景。因此，通過(guò)對(duì)分離膜的結(jié)構(gòu)和表面濕潤(rùn)性進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，提力是后續(xù)油水分離膜研究的重要方向。面濕潤(rùn)性概述 自然界中的超濕潤(rùn)性表面然界的生命經(jīng)過(guò)億萬(wàn)年的演變，演繹出了“適者生存”的自然真諦，進(jìn)化濕潤(rùn)性的表面(圖 1.2)[20]。荷葉的表面在微納米級(jí)粗糙結(jié)構(gòu)和疏水物質(zhì)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(shí)存在大量天然例豬籠草、鯊魚皮、花蛤內(nèi)壁等。這些自然界動(dòng)植物所具有的特殊濕潤(rùn)決問(wèn)題提供了思路。

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)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(guó)際石油經(jīng)濟(jì);2012年Z1期

2 王寶元;;熔噴非織造布的應(yīng)用和展望[J];福建輕紡;2011年04期

本文編號(hào)：2714946