本論文首先綜述了靜電紡絲技術(shù)和特殊潤濕性多孔膜在油水分離領(lǐng)域的研究進(jìn)展。表面接枝聚合物刷是一種常見的化學(xué)改性方法�？梢詫�(shí)現(xiàn)纖維膜表面性能的調(diào)控,然而表面接枝聚合物刷存在厚度薄,與基底的力學(xué)參數(shù)匹配性差等特點(diǎn),因此,本文結(jié)合靜電紡絲和亞表面引發(fā)聚合構(gòu)筑嵌入型聚合物刷功能化的多功能納米纖維膜,用于油水分離、催化、抗菌等方面,主要研究內(nèi)容和結(jié)果如下:1.首先通過自由基共聚和制備了含有ATRP引發(fā)劑分子的聚丙烯腈（PAN）紡絲液,然后通過靜電紡絲法制備了納米纖維膜,最后通過亞表面引發(fā)原子轉(zhuǎn)移自由基聚合技術(shù)（SSI-ATRP）在膜的表面及亞表面層接枝兩性聚2[-（甲基丙烯�；趸┮一鵠二甲基（3-磺酸丙基）氫氧化銨（PSBMA）聚合物刷,系統(tǒng)研究了該嵌入型PSBMA聚合物刷功能化纖維膜的表面潤濕性和油水分離性能。結(jié)果表明,與傳統(tǒng)聚合物刷相比,嵌入型聚合物刷功能化的納米纖維膜表現(xiàn)出更加高效和穩(wěn)定的油水分離性能。這主要?dú)w因于嵌入型聚合物刷功能化的納米纖維膜具有較強(qiáng)的水合能力,能形成厚的水化層和表面納米凸起結(jié)構(gòu),這也賦予其優(yōu)異的水下超疏油、油滴超低粘附和自清潔性。對(duì)于油水分離,需要更穩(wěn)定的水化層來阻... 

【文章來源】：西北師范大學(xué)甘肅省

【文章頁數(shù)】：85 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

靜電紡絲裝置示意圖

?允遣牧媳礱嫻鬧匾?匭災(zāi)?唬??昀矗?厥餿笫?栽謨退?擲脛械難?究引起了廣泛關(guān)注。通過合理的表面結(jié)構(gòu)和組成設(shè)計(jì)，可以設(shè)計(jì)和制備出具有超疏水性、超親水性、超疏油性和超親油性的特殊潤濕性材料。同時(shí)可通過結(jié)合不同的兩種性質(zhì)得到功能化的油水分離膜。如果一種材料對(duì)油和水表現(xiàn)出不同的潤濕特性，如超疏水/超親油和超親水/超疏油，可能有助于實(shí)現(xiàn)油/水混合物的選擇性分離�；谶@一思想，大量具有特殊潤濕性的材料被開發(fā)出來，并成功地應(yīng)用于油水分離領(lǐng)域。根據(jù)不同的分離膜的類型，特殊潤濕性膜[50]表面可分為如圖1.2所示以下三種:除油型，即超疏水/超親油表面；除水型，即超親水性/超疏油性表面；超親水/水下超疏油材料；智能可控的分離材料。圖1.2油水分離特殊潤濕性材料。主要內(nèi)容包括三部分:“除油型”特殊潤濕性材料、“除水型”特殊潤濕性材料、智能可控特殊潤濕性材料。Figure1.2Specialwettablematerialsforoil/waterseparation.Thesummarizedtopicsincludethreeparts：“oil-removing”typesofspecialwettablematerials,“water-removing”typesofspecialwettablematerials,andsmartcontrollableseparationmaterials.

第一章緒論51.4.1除油型特殊潤濕性材料除油型可濕性材料由于其獨(dú)特的超疏水和超親油特性，可以選擇性的將油從油水混合物中過濾出來，這種特殊的可濕性材料以其優(yōu)異的選擇性、高效率和獨(dú)特的吸油性能引起了廣泛的關(guān)注。紀(jì)大偉[51]等人報(bào)道了一種超疏水PSF/FEP混合基質(zhì)膜，實(shí)現(xiàn)了油包水乳液的有效分離。該混合基質(zhì)膜表面具有微納米級(jí)結(jié)構(gòu)，水接觸角(CA)和水滑動(dòng)角(SA)分別為153.3°和6.1°，既表現(xiàn)出超疏水性。其對(duì)水-煤油和水-柴油乳狀液的分離效率分別為99.79%和99.47%，通量和分離效率在10次循環(huán)后略有變化。如圖1.3所示，為油包水乳液分離過程示意圖，從圖可以看出超疏水表面在進(jìn)行油水分離時(shí)油會(huì)滲透膜而水則留在了膜上。圖1.3（a）連續(xù)油包水乳液分離實(shí)驗(yàn)室設(shè)備的圖像；（b）乳液分離過程示意圖。Figure1.3(a)Theimageoflaboratorydeviceforcontinuouswater-in-oilemulsionsseparation.(b)Theschematicdiagramofemulsionseparationprocess.江雷課題組[52]在制備具有超潤濕性的聚合物過濾膜方面取得了突破，成功地采用改進(jìn)的相轉(zhuǎn)變工藝制備了超疏水/超親油的PVDF膜。如圖所示1.4所示，水的接觸角為158°而油的接觸角接近于0°。通過實(shí)驗(yàn)表明該膜能有效分離微米級(jí)和納米級(jí)無表面活性劑和表面活性劑穩(wěn)定的油包水乳液，分離效率高(分離后濾液油純度在99.95wt%以上，部分純度高達(dá)99.999%)。最重要的是，該膜具有較高的分離通量，比外壓驅(qū)動(dòng)的商用過濾膜高出數(shù)倍，且報(bào)道的材料易于回收利用。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]亞表面引發(fā)原子轉(zhuǎn)移自由基聚合制備牢固的嵌入式聚合物刷[J]. 馬正峰,劉強(qiáng),吳楊,李斌,于波,劉欽澤,周峰.  中國科學(xué):化學(xué). 2018(12)
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本文編號(hào)：3044437