【摘要】：大量含油廢水在工業(yè)生產(chǎn)中排放,這些廢水會產(chǎn)生嚴峻的環(huán)境問題。因此,排放前的處理變得至關(guān)重要。目前,處理含油廢水的主要方法包括吸收,分離與蒸發(fā)等。在這些處理方式中,膜分離技術(shù)由于高移除率、低能耗和設置簡單等特點被喻為解決水危機的關(guān)鍵技術(shù)。聚偏氟乙烯(PVDF)由于較好的機械性能以及良好的化學穩(wěn)定性等特點被廣泛應用于制膜領(lǐng)域。然而,由于PVDF膜自身的疏水性能,膜易被污染。因此,怎樣對膜進行親水性改性成為了焦點。常用的PVDF膜的改性方法可分為膜材料改性和膜表面改性兩類,膜表面改性的方法主要在于用極性基團對膜表面進行修飾,包括表面接枝法和表面涂覆法。膜材料改性致力于在聚合物基體添加極性基團提高膜的親水性。因此,本文決定采用不同的膜改性方式對膜進行修飾處理,并探究改性膜對油水的分離性能。首先通過水熱法制備了 ZrO2-MWCNTs納米復合材料,將其添加至鑄膜液中,通過相轉(zhuǎn)化法制備ZrO2-MWCNTs/PVDF共混膜。使用X射線衍射儀(XRD)、傅里葉變換紅外光譜儀(FT-IR)、熱重量分析儀(TGA)對ZrO2-MWCNTs復合納米材料進行表征,證實ZrO2已經(jīng)成功地負載到多壁碳納米管上。通過掃描電子顯微鏡(SEM)、原子力顯微鏡(AFM)對膜結(jié)構(gòu)進行研究,證實二元金屬氧化物可以改善多壁碳納米管的分散性,另一方面,可以為膜孔道提供更多的吸附位點,提高油水分離能力。設計合成出具有高親水性的A-MWCNTs納米復合材料,采用FT-IR、透射電子顯微鏡(TEM)和X射線光電子能譜分析儀(XPS)對A-MWCNTs納米材料的官能團、形貌結(jié)構(gòu)進行表征,結(jié)果證實碳納米管表面成功接枝上APTES。為了發(fā)揮功能化碳納米管的優(yōu)勢,不同于一般的共混與表面修飾,直接將功能化碳納米管在壓力驅(qū)動下嵌入PVDF膜表面,借助萊卡顯微鏡與有機總碳分析儀(TOC)對分離前后乳液進行測定,證實其對不同類型的油水乳液具有很高的分離效率,但由于表面嵌入的碳納米管不穩(wěn)定且易堵塞孔道,采用一種更簡便快捷的表面修飾方法。通過APTES修飾制備了 A-MWCNTs,將多巴胺將A-MWCNTs“粘結(jié)”在PVDF膜表面,成功制備出多巴胺/A-MWCNTs/PVDF復合膜。由于APTES結(jié)構(gòu)引入了大量親水性的羥基和氨基基團,提高了水與膜之間的相互作用,增加了 PVDF膜的表面能,提高了 PVDF膜的親水性,使用膜對不同類型油水乳液在不同物理化學環(huán)境下進行分離測試后,證實了膜具有優(yōu)異的油水分離性能和高通量,更重要的是,改性膜具有較高的穩(wěn)定性和抗污染性。綜上所述,幾種膜修飾方法制備的改性膜都可以顯著改善膜的油水分離性能。
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有選擇性的特點實現(xiàn)對混合物中不同物質(zhì)分離、純化和濃縮的過程。膜分離過程逡逑的核心部件就是膜材料，是指在流體相之間薄的凝聚相把流體相分隔為互不相通逡逑的兩部分，并能使這兩部分之間產(chǎn)生傳質(zhì)作用，，膜分離過程示意圖如下圖１．１。逡逑膜具有選擇透過性，是相與相之間不連續(xù)區(qū)間。原料是相１，滲透物是相２。原逡逑料中被允許通過的組分在推動力的作用下可以快速的通過膜達到物料分離的效逡逑果。逡逑相１邐膜邐相２逡逑邐？逡逑0邋0逡逑000邐邐邋0逡逑0邋0邐0？逡逑原料邐Ｏ邐＾邋0邋摻透物逡逑°邋0邋0逡逑000邐．逡逑推動力逡逑圖１－１．膜分離示怠圖逡逑１．３膜分離技術(shù)的優(yōu)勢逡逑（１）膜分離過程能耗低。大多數(shù)分離技術(shù)諸如蒸發(fā)、萃取、吸附等伴隨符相逡逑的變化，而相變化具有較大的潛熱。但是大多數(shù)膜分離過程只

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