發(fā)布時間：2020-05-12 05:25

【摘要】：隨著環(huán)境污染及水資源的匱乏問題日趨嚴(yán)重,污水處理顯得尤為重要。目前針對于膜法水處理技術(shù)日趨成熟,尤其是以高分子膜材料處理油水混合物的優(yōu)勢顯著,深受科研工作者的推崇。膜法油水分離技術(shù)能夠有效的分離油水混合物,在污水處理、有機(jī)合成等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用前景。由于膜法油水分離設(shè)備簡單、易于加工、滲透性和選擇性好等優(yōu)點,近年來得到了長足發(fā)展。當(dāng)前用于油水分離的高性能膜材料應(yīng)具備強(qiáng)度高、可大面積制備、耐高溫濕熱環(huán)境、耐酸堿腐蝕及化學(xué)藥品腐蝕等特點。研究較多的高性能材料有聚酰亞胺、聚醚砜、聚偏氟乙烯等,他們均存在一定的不足。因此,本論文從油水分離膜材料實際應(yīng)用需求出發(fā),選取耐化學(xué)藥品腐蝕、耐高溫性能優(yōu)異的聚醚醚酮為研究基材,通過紡絲-針刺-后修飾等工藝制備了高性能聚醚醚酮油水分離材料。我們采用了熔融紡絲的方法制作聚醚醚酮纖維毛氈,隨后采用表面處理技術(shù)賦予聚醚醚酮毛氈以特殊的浸潤性,最后使用熱壓成型的方式將毛氈熱壓成膜,構(gòu)建出合適的孔隙尺寸。由于聚醚醚酮毛氈具有纖維堆積而成的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),能為油水分離過程提供大量有效地分離通道,進(jìn)而大大提高分離速度,同時表面處理并不會破壞內(nèi)部的運輸通道,使孔結(jié)構(gòu)得以保留,這使得我們設(shè)計的毛氈將同時實現(xiàn)高的分離速度和高效的分離效率。聚醚醚酮毛氈在空氣中的水和油接觸角均小于90°,對水和油呈現(xiàn)兩親性,不具有分離油水的功能。在本論文第一部分,我們通過傅克反應(yīng)制備疏水親油的聚醚醚酮油水分離膜。將氟長鏈引入聚醚醚酮表面,并通過界面反應(yīng)在纖維表面構(gòu)建納米-微米結(jié)合的粗糙度,賦予其良好疏水性。通過測試結(jié)果發(fā)現(xiàn),我們制備的疏水分離膜最高通量可達(dá)147744.3 L m~(-2)h~(-1),分離效率最高為99.9%,且能保持連續(xù)使用20次性能沒有衰減,證明其具有良好的循環(huán)使用性。在第二部分實驗內(nèi)容中,我們設(shè)計制作了親水性的油水分離膜。采用氯磺酸直接磺化的方式將聚醚醚酮毛氈表面接上磺酸基團(tuán),并在表面形成蜂窩狀的缺陷結(jié)構(gòu)。這種方法增大了纖維的比表面積,賦予了毛氈優(yōu)異的親水的性質(zhì)。該毛氈具有親水-水下疏油的特殊浸潤性,僅靠重力驅(qū)動就可實現(xiàn)18273 L m~(-2)h~(-1)的高水通量,是一種高效的親水性油水分離膜。我們所制作的聚醚醚酮毛氈具有良好的分離性能,同時又能保持聚醚醚酮材料本身優(yōu)異的機(jī)械性能和熱穩(wěn)定性,能在現(xiàn)有的油水分離領(lǐng)域中,僅靠重力驅(qū)動就可獲得很大的通量和良好的分離效率,兼顧滲透性和選擇性,在實際應(yīng)用方面具有一定的前景。
【圖文】：

第一章 緒論第一章 緒論淡水資源的急劇消耗與浪費成為環(huán)境領(lǐng)域不可忽視的最主日漸枯竭的現(xiàn)狀下，除了跨流域調(diào)水、收集冰雪融水、冰法，人類也在不斷尋找著能夠?qū)崿F(xiàn)水資源可持續(xù)利用的新總量是有限的，當(dāng)今的淡水資源已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)無法滿足人們的需求。因此當(dāng)今最實用的方法就是將污水——這一地球上利用。目前，，工業(yè)廢水和生活污水是地球污水的兩大重要地對廢水進(jìn)行回收利用將是當(dāng)今水資源保護(hù)的一項重要命

圖 1.3 接觸角示意圖LVSVSL cos 分別代表固氣（SV）、固液（SL）、氣液表著材料的潤濕性能，當(dāng)水的接觸角>90°時<90°時,認(rèn)為材料是親水的；當(dāng)接觸角<5°時超疏水。種固有性質(zhì)，主要由表面的化學(xué)成分和形貌學(xué)組成是直接影響表面張力的內(nèi)因。通常來多孔界面浸潤材料中油可以從水中分離出類
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：X703;TQ051.893

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本文編號：2659733