水污染問題在人類社會飛速前進的過程中已不容忽視。作為水污染的一種,油污染具有嚴重破壞性,因此日益受到人們的關注。其中,高效、便捷的膜分離技術已被廣泛研究并應用油水分離領域。但是,現(xiàn)今大多數(shù)油水分離膜的制備方法仍存在成本高、工藝步驟復雜等諸多問題,因而無法實現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)和應用。因此,能夠簡化油水分離膜的制備工藝,降低其成本成為亟需解決的問題。本文利用親水疏油性SiO₂納米粒子制備油水分離復合膜。通過添加親水性的PVA-co-PE納米纖維來提高SiO₂納米粒子的成膜性能。研究了PVA-co-PE納米纖維/SiO₂懸浮液的組成及制備工藝對涂層成膜性的影響,然后將此涂層涂覆在基材表面,利用SEM、接觸角測量儀研究了PVA-co-PE納米纖維添加量、涂層方式、基材目數(shù)、克重等對PVA-co-PE納米纖維/SiO₂復合膜微觀形貌、親水性、親油性、水下疏油性和分離速率的影響。將有機試劑、各類油和去離子水染色后配制成油水混合物,研究了重力驅(qū)動下復合膜對油水混合物的分離效果;利用重量法測量了重力驅(qū)動下復合膜的油水分離... 

【文章來源】：武漢紡織大學湖北省

【文章頁數(shù)】：55 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

(a)水滴在空氣中的固體表面示意圖；(b)油滴在空氣中的固體表面示意圖；(c)油滴在水下的固體表面示意圖；

表面積大得多，從而使固體表面的實際固/液的接觸面大于理想狀態(tài)下的表觀固/液界面接觸面積；所以粗糙度 r 一般小于 1。當 θ 小于 90°時，表面粗糙度增加會導致 θr的降低，即表面粗糙度越大表面的親水性越強；反之，當 θ 大于 90°時，隨著表面粗糙度的增加會使得 θr增大，即表面越粗糙就越疏水。Cassie 理論是在楊氏方程的基礎上發(fā)展出來的，它是來描述多孔疏水表面的潤濕狀況的。Cassie 理論指出織物表面的表觀接觸角是各個接觸相（織物和空氣（孔））間貢獻的總和，即：(1.5)其中，f 表示表面的固態(tài)相分率，θc表示多孔疏水表面的表觀接觸角。圖 1.2 (a)描述的是水滴完全潤濕粗糙表面時的狀態(tài)。Cassie 所描述的潤濕狀態(tài)如圖 1.2 (c)所示，該模型也稱空氣墊模型；從圖中可以看出，水滴實際上并沒有與膜接觸，只是懸著于粗糙表面的凸起上；使得水滴與膜之間就像隔了一層空氣墊。由 Cassie 方程可知，對于粗糙表面，表面固態(tài)相分率越小，并且原平坦表面的水接觸角越大，則表面的疏水性越好。雖然目前 Wenzel 和 Cassie 理論還有沒有很完善，但是作為超疏水表面最為經(jīng)典的理論，這兩種理論已被人們廣泛接受并被用于相關研究的理論解釋中[13-15]。cos fcos(1f)cθ= θ

[50]。圖1.3 靜電紡絲裝置示意圖Fig.1.3 Schematic diagram of Electrospinning device靜電紡絲技術是以靜電力為牽引力來制備超細纖維的一種技術。圖 1.3 為靜電紡絲裝置示意圖。在靜電紡絲過程中，利用高壓電源使聚合物熔體或溶液帶有幾千甚至幾萬伏的高壓靜電，聚合物在注射器與接收裝置形成的電場中克服表面張力形成微小的射流，經(jīng)過在空氣中固化后可在接收裝置上得到纖維氈狀或無紡布結(jié)構的纖維膜。通常，利用靜電紡絲技術制備得到的納米纖維要比其他方法得到的納米纖維細得多，直徑一般都只在幾十納米至上千納米之間[51-53]。因具有的諸多優(yōu)越的性能，靜電紡納米纖維多用于過濾、分離膜、電池、生物醫(yī)學等領域。近年來，許多被設計用于分離油水混合物的

【參考文獻】：
期刊論文
[1]三醋酸纖維素納米纖維膜的制備及其油水分離應用[J]. 劉俊劭,劉瑞來,趙瑨云,饒瑞曄.  應用化學. 2017(05)
[2]超親水-水下超疏油PVDF-g-PAA多孔膜的制備及油水分離性能[J]. 高虹,段月琴,袁志好.  高等學校化學學報. 2016(06)
[3]EVOH納米纖維功能膜的制備及油水分離性能[J]. 鄭曉婷,徐丹丹,陸建偉,沈青,肖茹.  膜科學與技術. 2016(02)
[4]中國水污染趨勢與治理制度[J]. 張曉.  中國軟科學. 2014(10)
[5]現(xiàn)代油水分離技術與原理[J]. 張博,王建華,吳慶濤,康志強.  過濾與分離. 2014(02)
[6]基于超親水超疏油原理的網(wǎng)膜及其在油水分離中的應用[J]. 袁騰,陳卓,周顯宏,涂偉萍,胡劍青,王鋒.  化工學報. 2014(06)
[7]仿生結(jié)構及其功能材料研究進展[J]. 劉克松,江雷.  科學通報. 2009(18)
[8]我國水污染狀況及其對人類健康的影響與主要對策[J]. 劉昌明,曹英杰.  科學對社會的影響. 2009(02)
[9]重力油水分離技術研究進展[J]. 萬楚筠,黃鳳洪,廖李,�？�.  工業(yè)水處理. 2008(07)
[10]單寧改性皮膠原纖維膜用于油水分離的研究[J]. 王忠明,廖學品,石碧.  高校化學工程學報. 2008(03)

碩士論文
[1]具有微納復合仿生結(jié)構的油水分離膜材料的制備及性能研究[D]. 朱錦龍.新疆大學 2015



本文編號：3566459