目的提高陶瓷膜對(duì)水包油乳化液的分離能力。方法將纖維素粉末充分溶解在氫氧化鈉、尿素、水配制的溶解液中,低溫真空下在多孔陶瓷分離膜表面構(gòu)筑親水性纖維素涂層。通過(guò)X射線衍射儀（XRD）、場(chǎng)發(fā)射掃描電子顯微鏡（SEM）、接觸角測(cè)量?jī)x、紫外-可見(jiàn)分光光度計(jì)表征纖維素/陶瓷復(fù)合膜的組成、結(jié)構(gòu)、表面潤(rùn)濕性及水包油（甲苯）乳液分離效率。結(jié)果纖維素成功復(fù)合到多孔陶瓷膜孔隙表面,空氣中水滴在膜表面的接觸角為0°,水中油滴的接觸角高達(dá)155°左右,使多孔陶瓷膜具備了在空氣中超親水-水下超疏油的特性。通過(guò)油水分離實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),在常溫常壓下,多孔陶瓷膜對(duì)水包甲苯乳液高效分離,其油水分離能力（>99.26%）、抗污染性（經(jīng)20次循環(huán)分離后,三種復(fù)合的平板陶瓷膜的水通量變化不大）得到顯著提高,表現(xiàn)出較好的油水分離性能。結(jié)論陶瓷分離膜經(jīng)纖維素修飾后,表面親水性和水下超疏油性都得到了提高,油水分離能力可達(dá)99.26%,重復(fù)使用20次的純水通量無(wú)明顯衰減。 

【文章來(lái)源】：表面技術(shù). 2017,46(11)北大核心CSCD

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纖維素/陶瓷復(fù)合膜制備示意圖

·24·表面技術(shù)2017年11月1.2乳化油的配制根據(jù)文獻(xiàn)[13]配制水包油乳液：將120mL去離子水和4mL甲苯混合，按質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.2%加入乳化劑吐溫80，在轉(zhuǎn)速1000r/min下混合攪拌3h，得到乳白色的水包油乳液，油滴粒徑為1~10μm。配制的乳化油可長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定保持，存放2周仍然保持乳白色，未分層變澄清。使用動(dòng)態(tài)光散射粒度分析儀測(cè)油滴粒徑，如圖2所示。測(cè)出的粒徑分布隨放置時(shí)間變化不大，說(shuō)明乳化油很穩(wěn)定，不易分離。圖2乳化油粒徑分布隨時(shí)間的變化Fig.2Variationsofparticlesizedistributionofemulsifiedoilasafunctionoftime1.3性能測(cè)試用X射線衍射儀（BRUKERD8ADVANCE）表征復(fù)合表面成分和結(jié)構(gòu)，采集參數(shù)為銅Kα輻射，掃描范圍為10°~80°，掃描速度為10(°)/min。用場(chǎng)發(fā)射掃描電子顯微鏡（HitachiS4800）對(duì)復(fù)合陶瓷膜表面形貌進(jìn)行分析，采用不同的放大倍數(shù)觀察。采用接觸角儀（OCA20）表征復(fù)合前后陶瓷膜表面的潤(rùn)濕性。在空氣中，表面滴水測(cè)親水性，在水下膜表面測(cè)氯仿、大豆油、正己烷、重油的接觸角。在樣品表面均勻地取5個(gè)不同位置的點(diǎn)，取其平均值，液滴的體積為3μL。4）在自重下通過(guò)過(guò)濾裝置測(cè)量復(fù)合分離膜通量和乳化油分離效率，用紫外-可見(jiàn)分光光度計(jì)（Lambda950,US）對(duì)含油量進(jìn)行定性和定量分析，得到分離前后的強(qiáng)度差。根據(jù)公式100%CRCP0)×=(1-計(jì)算油水分離效率，其中R是分離效率，C0和Cp分別是原始油-水混合物和收集濾液的水的油濃度。按照公式Flux=VAt計(jì)算純水通量，其中V是濾出液體積，A是過(guò)濾面積，t是過(guò)濾時(shí)間[14]。1.4油水分離裝置在乳化油穩(wěn)定范圍內(nèi)進(jìn)行油水分離，如圖3所示。半徑為2.3cm、厚度為0.5cm的平板復(fù)合陶瓷膜被固定在玻璃管與接頭中間。油水乳液倒入玻璃?

礱婢?鵲厝?個(gè)不同位置的點(diǎn)，取其平均值，液滴的體積為3μL。4）在自重下通過(guò)過(guò)濾裝置測(cè)量復(fù)合分離膜通量和乳化油分離效率，用紫外-可見(jiàn)分光光度計(jì)（Lambda950,US）對(duì)含油量進(jìn)行定性和定量分析，得到分離前后的強(qiáng)度差。根據(jù)公式100%CRCP0)×=(1-計(jì)算油水分離效率，其中R是分離效率，C0和Cp分別是原始油-水混合物和收集濾液的水的油濃度。按照公式Flux=VAt計(jì)算純水通量，其中V是濾出液體積，A是過(guò)濾面積，t是過(guò)濾時(shí)間[14]。1.4油水分離裝置在乳化油穩(wěn)定范圍內(nèi)進(jìn)行油水分離，如圖3所示。半徑為2.3cm、厚度為0.5cm的平板復(fù)合陶瓷膜被固定在玻璃管與接頭中間。油水乳液倒入玻璃管內(nèi)。水包油乳液只在重力的作用下進(jìn)行分離，水透過(guò)陶瓷膜孔隙留下，由于表面疏油，油滴被阻擋在陶瓷膜上方。圖3油水分離過(guò)濾分離原理圖Fig.3Schematicdiagramoftheoil-waterseparationandfilteringseparation2結(jié)果及分析2.1組成及結(jié)構(gòu)分析圖4和圖5分別為原始和纖維素復(fù)合后陶瓷膜表面的EDS能譜，圖4中主要為Al和O兩種元素，而在圖5中，Al和O兩種元素的比例有所下降，少量的C元素也均勻分布在材料表面，說(shuō)明纖維素成功復(fù)合在陶瓷膜表面孔隙。然后對(duì)復(fù)合前后平板陶瓷膜進(jìn)行XRD分析，結(jié)果見(jiàn)圖6。由圖6可知，復(fù)合陶瓷膜在2θ=12.1°、20.3°和22.3°處出現(xiàn)了3個(gè)明顯不同的衍射峰，分別對(duì)應(yīng)再生纖維素的3個(gè)特征峰（1,－1,0）、(1,1,0)和(2,0,0)[15]。此外圖6a中，在2θ=25.6°、35.1°、37.8°、43.3°和57.5°處出現(xiàn)的衍射峰為α-Al2O3的特征峰[16]。除去兩種物質(zhì)的特征峰外，無(wú)其他衍射峰，這也說(shuō)明成功制備出表面附有纖維素的陶瓷膜。2.2形貌分析對(duì)原始和復(fù)合后Al2O3陶瓷膜（孔徑約?


本文編號(hào)：3431820