【摘要】：工業(yè)含油廢水的增加以及頻繁發(fā)生的海上溢油事故,不僅為工業(yè)生產(chǎn)帶來(lái)了許多阻礙,同時(shí)對(duì)環(huán)境造成很大的危害,嚴(yán)重威脅到動(dòng)植物甚至人類的健康,使得油水分離成為了現(xiàn)代化工過(guò)程中日益重要的環(huán)節(jié)。從本質(zhì)上來(lái)說(shuō),油水分離屬于界面現(xiàn)象,利用材料表面對(duì)油相和水相不同的浸潤(rùn)性特點(diǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)油水混合物分離是一個(gè)重要的研究方向。由于膜技術(shù)在油水分離過(guò)程中表現(xiàn)的強(qiáng)大優(yōu)勢(shì),應(yīng)用特殊潤(rùn)濕性能來(lái)設(shè)計(jì)膜材料是解決油水分離問(wèn)題的有效手段。在此研究背景下,本文致力于尋找能夠用于油水分離應(yīng)用,且具有良好穩(wěn)定性的無(wú)機(jī)膜材料。Beta分子篩是唯一具有三維十二元環(huán)孔道結(jié)構(gòu)的高硅沸石,具有優(yōu)異的化學(xué)穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性和機(jī)械穩(wěn)定性。然而,致密的beta分子篩膜制備是制約beta分子篩膜發(fā)展的重要因素之一。本文中打破了分子篩膜必須連續(xù)致密無(wú)缺陷的思維定式束縛,在不銹鋼網(wǎng)上生長(zhǎng)beta分子篩涂層,設(shè)計(jì)制備了一種具有規(guī)則孔結(jié)構(gòu)和特殊浸潤(rùn)性的分子篩膜,并將其應(yīng)用于油水分離領(lǐng)域,擴(kuò)大了beta分子篩膜的應(yīng)用范圍。本文具體工作如下:(1)首先在堿性合成液中,采用二次生長(zhǎng)法于不銹鋼網(wǎng)上制備Al-beta分子篩超親水涂層,并成功地將其應(yīng)用于油水分離實(shí)驗(yàn)中,可以將水從正己烷、石油醚、甲苯等油水混合物中分離出來(lái),分離效率均達(dá)到97%以上。此外,Al-beta分子篩超親水涂層不銹鋼網(wǎng)具有可重復(fù)利用、抗腐蝕等優(yōu)點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)研究表明,合成液的H_2O/SiO_2比例30,晶化時(shí)間7 d為制備Al-beta分子篩超親水涂層的最佳條件。(2)在含氟體系合成液中采用二次生長(zhǎng)法于不銹鋼網(wǎng)上制備Si-beta分子篩超疏水涂層,實(shí)現(xiàn)了對(duì)正己烷、石油醚、甲苯等油水混合物的分離,具有可重復(fù)利用、抗腐蝕等優(yōu)點(diǎn)。在140℃條件下引入正丙醇助劑晶化7 d后制備得到的Si-beta分子篩超疏水涂層具有較好的形貌及性能。
【學(xué)位授予單位】：天津大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：X703;TQ051.893
【圖文】：

圖 1-1 自然界的特殊潤(rùn)濕性Fig.1-1 Special wettability in nature們都知道水黽能夠用腳站在水面而不下沉，盡管它本身重量很是依靠水黽腿部的微納超疏水結(jié)構(gòu)而實(shí)現(xiàn)的。江雷團(tuán)隊(duì)的科研行研究發(fā)現(xiàn)，其腿部表面具有定向排列的針狀絨毛結(jié)構(gòu)，且絨的溝槽。這一整體微納結(jié)構(gòu)幫助水黽的腿部形成氣墊，讓它能進(jìn)[18]�？蒲腥藛T對(duì)自然現(xiàn)象的細(xì)心研究，并從中獲得靈感，對(duì)潤(rùn)性表面進(jìn)行仿生復(fù)刻，制備了大量疏水或疏油性能的材料，效果[19]。根據(jù)這樣的設(shè)計(jì)思路，科研人員報(bào)道了一系列特殊浸�？偨Y(jié)來(lái)看，這些特殊浸潤(rùn)性材料可以分為三類：疏水親油型響應(yīng)調(diào)變的分離材料。這些特殊浸潤(rùn)性材料不僅能夠分離分層能夠分離乳化后的油水混合物乳液[20]。相較之下，用于分離自物的分離材料有更多的報(bào)道，這些材料一般擁有微米級(jí)的較大在分離時(shí)水相或者油相通過(guò)分離材料時(shí)有一定的速率，一般將

分析 beta 分子篩復(fù)雜的晶體結(jié)構(gòu)，很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)，僅有少數(shù)科研人有關(guān) beta 分子篩的合成及性能研究。直至 1988 年，Newsam 等人[63gins 等人[65]才利用現(xiàn)代技術(shù)，如電子衍射、電子顯微鏡等對(duì) beta 分子篩進(jìn)行表征，分析出了 beta 分子篩的晶體結(jié)構(gòu)。根據(jù)晶體構(gòu)型不同，beta晶型結(jié)構(gòu)可以分為 A、B、C 三種。Marler 等人通過(guò)實(shí)驗(yàn)細(xì)化分析尺寸為 的 B 型 beta 分子篩的疊加結(jié)構(gòu)，驗(yàn)證了其基礎(chǔ)單元層的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。B 型篩是以二氧化硅、硼酸及 4,4-丙基哌啶基哌啶為模板劑通過(guò)水熱合成獲五個(gè)月的熱處理后，只獲得了少量 beta 分子篩晶體[66]。研究證明，be結(jié)構(gòu)是由兩種不同的多形體層共生混合而成，即 A、B 兩個(gè)多形體。Ne首次報(bào)道了近似于 A、B 多形體結(jié)構(gòu)的假設(shè)多形體結(jié)構(gòu) C[63,64]。Corma氟體系[67]和無(wú)氟的堿性體系下[68]利用鍺穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，合成出了純的多形C。除此之外，含有不同比例的 C 型結(jié)構(gòu)的 ITQ-16 材料也已制備出來(lái)[6構(gòu)在含氟體系下合成出的純硅 beta 分子篩中作為雜質(zhì)存在[70]。圖 1-2 為 分子篩結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)特性。

天津大學(xué)碩士學(xué)位論文構(gòu)的四級(jí)螺旋結(jié)構(gòu)的種類和疊堆次序的不同，從而導(dǎo)致了三種在不同的方向上形成了不同的孔道結(jié)構(gòu)。A、B、C 三種多形上錯(cuò)落堆積，導(dǎo)致了 beta 分子篩晶體在[010]和[100]方向上構(gòu)性孔道，孔道的尺寸大小為 0.66×0.67 nm。在[001]方向上，層錯(cuò)結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致了在[001]方向上的孔道為非線性孔道，且貫個(gè)方向的線性孔道，[001]方向的孔道尺寸大小約為 0.55×0.5 beta 分子篩獨(dú)特的由十二元環(huán)組成的三維交叉孔道。圖 1-3 所結(jié)構(gòu)示意圖。

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 王來(lái),劉錫良,王鐵成;不銹鋼網(wǎng)架(殼)技術(shù)及其應(yīng)用[J];建筑技術(shù)開(kāi)發(fā);2002年09期

2 程?hào)|明,王君;一種新型的過(guò)濾器[J];化工裝備技術(shù);1988年04期

3 張宏偉;馬煥新;;不銹鋼網(wǎng)布螺旋焊縫對(duì)接焊工藝開(kāi)發(fā)與應(yīng)用[J];紡織機(jī)械;2011年02期

4 昝世明，張曙光，陸應(yīng)麟;免疫電鏡技術(shù)中使用鎳網(wǎng)和不銹鋼網(wǎng)的比較[J];中國(guó)組織化學(xué)與細(xì)胞化學(xué)雜志;1994年04期

5 馬曉夢(mèng);陳雪;余俊;曾孟陽(yáng);陳錢(qián);伍鴻哲;袁軍;;直接生長(zhǎng)法制備疏水不銹鋼網(wǎng)[J];山東化工;2018年20期

6 彭琛;王海燕;李微;李偉;;不銹鋼網(wǎng)版開(kāi)孔檢測(cè)新技術(shù)助力印刷質(zhì)量提升[J];絲網(wǎng)印刷;2015年09期

7 李輩輩;;改性不銹鋼網(wǎng)油水分離膜的制備與表征[J];中國(guó)資源綜合利用;2017年10期

8 趙忠;;發(fā)動(dòng)機(jī)用不銹鋼網(wǎng)編織及成型工藝的研究[J];天津冶金;2009年01期

9 楊顯猴;王自遠(yuǎn);曹靜靜;王偉;武榮蘭;;高通量葡萄糖酸改性不銹鋼網(wǎng)的制備及其油水分離性能研究[J];高�；瘜W(xué)工程學(xué)報(bào);2018年06期

10 周學(xué)軍，趙鳳華，劉錫良;不銹鋼網(wǎng)架極限承載力的追蹤分析[J];建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報(bào);1998年03期

相關(guān)會(huì)議論文 前5條

1 王來(lái);劉錫良;;不銹鋼網(wǎng)架研究初探[A];第八屆空間結(jié)構(gòu)學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];1997年

2 郭躍廣;;消失模砂箱不銹鋼網(wǎng)功能失效探討[A];第十二屆消失模與V法鑄造學(xué)術(shù)年會(huì)論文集（一）[C];2015年

3 鄭玉婷;張英天;王振東;劉月明;何鳴元;吳鵬;;不銹鋼網(wǎng)負(fù)載TS-1的合成及其在固定床連續(xù)反應(yīng)中的應(yīng)用研究[A];第十六屆全國(guó)分子篩大會(huì)論文集[C];2011年

4 陳曉露;牛亞鵬;劉洪來(lái);韓霞;;水下超疏油仿生表面在油水分離中的應(yīng)用[A];中國(guó)化學(xué)會(huì)第十六屆膠體與界面化學(xué)會(huì)議論文摘要集——第六分會(huì)：應(yīng)用膠體與界面化學(xué)[C];2017年

5 徐世瓊;張冬富;趙艷云;劉凱鉞;;適合我國(guó)農(nóng)村使用的小型單體固定板式流態(tài)凍結(jié)機(jī)的研制[A];上海制冷學(xué)會(huì)一九八九年年會(huì)論文集[C];1989年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前1條

1 本報(bào)記者 常勝軍 張君;五得利“爆炸式”發(fā)展啟示錄[N];邯鄲日?qǐng)?bào);2013年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前3條

1 張亞平;碳納米材料修飾電極強(qiáng)化微生物燃料電池產(chǎn)電特性與機(jī)理[D];華南理工大學(xué);2014年

2 王明軍;氧化鋅/二氧化鈦納米材料的水熱法制備、表征及在光電器件中的應(yīng)用[D];武漢大學(xué);2011年

3 毛懷東;激光熔覆層裂紋控制方法與實(shí)踐[D];天津大學(xué);2007年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 尚茜子;不銹鋼網(wǎng)上beta分子篩涂層的制備及其油水分離性能研究[D];天津大學(xué);2018年

2 劉群;超疏水親油不銹鋼網(wǎng)的制備及其在油水分離中的應(yīng)用研究[D];海南大學(xué);2018年

3 馬強(qiáng);類沸石咪唑骨架膜的制備及其分離性能研究[D];寧夏大學(xué);2018年

4 李聰;基于反應(yīng)分離一體化設(shè)計(jì)的ZSM-5/不銹鋼網(wǎng)催化劑制備及其乙酸乙醇酯化反應(yīng)性能研究[D];中國(guó)石油大學(xué)（北京）;2017年

5 丁鵬;超疏水超親油不銹鋼網(wǎng)的制備及其油水分離性能研究[D];中國(guó)日用化學(xué)工業(yè)研究院;2018年

6 凡軼男;超親水復(fù)合不銹鋼網(wǎng)的制備及其油水分離性能研究[D];中國(guó)礦業(yè)大學(xué);2018年

7 黃幸;超疏水油水分離不銹鋼網(wǎng)的制備及其性能研究[D];廣西大學(xué);2018年

8 余子涯;高性能油水分離材料的制備及性能研究[D];青島科技大學(xué);2015年

9 林陽(yáng);導(dǎo)電膜及藻類生物電化學(xué)水處理系統(tǒng)研究[D];大連理工大學(xué);2015年

10 袁全平;復(fù)合型電磁屏蔽功能纖維板的研究[D];廣西大學(xué);2012年

本文編號(hào)：2745840