家庭生活和工業(yè)生產(chǎn)中油水混合物的大量排放引發(fā)了巨大的經(jīng)濟損失和資源浪費,嚴重危害生態(tài)平衡和環(huán)境安全。傳統(tǒng)的油水分離策略由于在分離過程中具有分離效率低,運行成本高及容易造成二次污染的缺點,正在逐漸被新興的膜分離技術(shù)所取代。正是由于缺乏高滲透性、高耐污染性的油水分離膜材料,阻礙膜分離技術(shù)在世界范圍內(nèi)的應用。現(xiàn)階段,對于膜表面潤濕性的研究多是集中在表面涂層及表面接枝改性,這種在基膜表面的改性策略不但程序繁瑣,并且在分離過程的主要階段會損害膜系統(tǒng)的分離能力。因此,開發(fā)一種環(huán)保、經(jīng)濟、高效的油水分離膜以有效處理表面活性劑穩(wěn)定的乳液是一個亟需解決的全球性問題。針對水包油型乳液,研究團隊用靜電紡絲技術(shù)構(gòu)筑非對稱超親水多層次聚丙烯腈納米纖維膜實現(xiàn)水包油乳液超快分離。通過在聚丙烯腈纖維中引入新型親水交聯(lián)網(wǎng)絡(luò),增強膜表面親水性及與水分子結(jié)合形成水合層的能力。同時交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的引入能夠?qū)崿F(xiàn)納米纖維膜孔徑的精細調(diào)節(jié),并通過不對稱結(jié)構(gòu)納米纖維的設(shè)計以減少油水分離過程中的傳質(zhì)阻力,提高產(chǎn)水率。研究表明,引入親水交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的非對稱納米纖維膜有效孔徑約為2μm,孔隙率高達91%,水滴可在0.3s內(nèi)迅速通過,水下油接觸角高達...

【文章頁數(shù)】：99 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 課題背景及研究的目的和意義
    1.2 浸潤性的基本概念
        1.2.1 接觸角概念和浸潤性分類
        1.2.2 接觸角滯后現(xiàn)象和滾動角
    1.3 超浸潤表面的理論模型
        1.3.1 絕對光滑表面Young’s模型
        1.3.2 粗糙表面Wenzel模型和Cassie–Baxter模型
    1.4 超浸潤油水分離膜的制備及研究現(xiàn)狀
        1.4.1 超親水表面制備及油水分離研究現(xiàn)狀
        1.4.2 超疏水表面制備及油水分離研究現(xiàn)狀
        1.4.3 Janus膜構(gòu)造及油水分離研究現(xiàn)狀
    1.5 本論文的主要研究內(nèi)容
第2章 實驗內(nèi)容及實驗方法
    2.1 實驗原料及所用儀器設(shè)備
        2.1.1 實驗原料
        2.1.2 主要儀器設(shè)備
    2.2 實驗方法
        2.2.1 超親水多級結(jié)構(gòu)納米纖維膜制備
        2.2.2 超疏水多級結(jié)構(gòu)納米纖維膜制備
    2.3 分析表征方法
        2.3.1 掃描電子顯微鏡(SEM)測試
        2.3.2 能量散射X射線能譜(EDX)測試
        2.3.3 潤濕性測試
        2.3.4 傅里葉變換紅外光譜(FTIR)測試
        2.3.5 X射線光電子能譜(XPS)測試
        2.3.6 差示掃描量熱儀(DSC)測試
        2.3.7 光學顯微鏡及UV-vis測試
        2.3.8 乳液納米粒度測試
        2.3.9 微量水分測試
        2.3.10 膜表面粗糙度表征
        2.3.11 孔徑分析
        2.3.12 油水乳液配置
        2.3.13 油水分離性能表征
第3章 超親水膜的制備及油水分離性能探究
    3.1 引言
    3.2 超親水多級結(jié)構(gòu)納米纖維膜制備
        3.2.1 納米纖維膜紡絲參數(shù)優(yōu)化
        3.2.2 超親水納米纖維膜制備條件優(yōu)化
        3.2.3 多級結(jié)構(gòu)納米纖維膜制備條件優(yōu)化
    3.3 超親水膜表征及油水分離性能測試
        3.3.1 親水交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)表征
        3.3.2 膜表面化學元素表征
        3.3.3 膜微觀形貌表征
        3.3.4 膜潤濕性表征
        3.3.5 膜油水分離性能表征
    3.4 本章總結(jié)
第4章 超疏水膜的制備及油水分離性能探究
    4.1 引言
    4.2 超疏水多級結(jié)構(gòu)納米纖維膜制備
        4.2.1 納米纖維膜紡絲參數(shù)優(yōu)化
        4.2.2 超疏水納米纖維膜制備條件優(yōu)化
        4.2.3 超疏水納米纖維膜氟化改性參數(shù)優(yōu)化
        4.2.4 超疏水多級結(jié)構(gòu)納米纖維膜制備
    4.3 超疏水膜表征及油水分離性能測試
        4.3.1 膜表面化學元素表征
        4.3.2 膜表面微觀形貌表征
        4.3.3 膜表面潤濕性表征
        4.3.4 膜油水分離性能表征
    4.4 本章總結(jié)
結(jié)論
參考文獻
攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文及其它成果
致謝



本文編號：3878285