芳綸納米纖維膜的潤(rùn)濕性調(diào)控及油水分離應(yīng)用研究.pdf

1、油水分離是指采用一定的方法、工藝、設(shè)備實(shí)現(xiàn)油和水分離的過(guò)程。通常采用的方法有重力分離法、聚結(jié)法、熱化學(xué)處理法、浮選法及生物法等，而這些方法存在能耗高、周期長(zhǎng)的缺點(diǎn)，有的方法甚至引入二次污染物對(duì)環(huán)境有一定破壞。膜分離法作為一種高效、節(jié)能、對(duì)環(huán)境污染小的的技術(shù)正受到人們?cè)絹?lái)越多的重視。高效的油水分離膜需要具備高孔隙率以及適當(dāng)?shù)谋砻鏉?rùn)濕性，一般來(lái)說(shuō)疏水膜容易被油污染，親水膜機(jī)械強(qiáng)度較差，而超疏水超親油的界面膜由于其可以克服以上缺點(diǎn)正被人們廣泛

2、研究。
　　本論文旨在結(jié)合靜電紡絲技術(shù)和原位聚合方法制備一種具有高孔隙率，同時(shí)具備超疏水超親油性能的分離膜應(yīng)用于油水分離。靜電紡是一種有效制備納米纖維的技術(shù)，由于制備的納米纖維具有非常細(xì)的直徑，使得膜的孔隙率高，同時(shí)由于其長(zhǎng)度長(zhǎng)，制得的納米纖維膜呈現(xiàn)三維交織結(jié)構(gòu)，孔的連通性好，易于液體在其中的傳輸。所以本文選擇靜電紡技術(shù)來(lái)制備間位芳綸(PMIA)分離膜。另一方面，通常超疏水超親油界面構(gòu)筑方法一是修飾低表面能的物質(zhì)，二是在低表面能物

3、質(zhì)上再構(gòu)造微納米級(jí)的粗糙度。本文根據(jù)苯并噁嗪具有的分子靈活性，使用無(wú)溶劑法合成含氟的新型含氟苯并噁嗪?jiǎn)误w(BAF-oda)，該單體可以在加熱條件下開(kāi)環(huán)聚合為具有超低表面能的含氟聚苯并噁嗪(FPBZ)，本研究中首先使用含氟苯并噁嗪修飾靜電紡納米纖維膜使其潤(rùn)濕性由超親水轉(zhuǎn)為疏水，之后使用疏水二氧化硅(SiO2)納米顆粒在膜上構(gòu)筑粗糙度，使其潤(rùn)濕性再由疏水轉(zhuǎn)為超疏水，親油轉(zhuǎn)為超親油。
　　本課題成功制備了超疏水超親油的高效油水分離膜。研

4、究中發(fā)現(xiàn)BAF-oda和納米SiO2顆粒的添加量是影響纖維的表面潤(rùn)濕性的關(guān)鍵因素，當(dāng)BAF-oda的含量為1wt％，納米SiO2顆粒的添加量為2wt％時(shí)，經(jīng)過(guò)表面修飾的間位芳綸納米纖維膜與水的接觸角達(dá)到161°，滾動(dòng)角僅為2.6°，其親油角也由未修飾前的23°轉(zhuǎn)為0°;同時(shí)測(cè)試得到修飾后的膜的機(jī)械強(qiáng)度為40.8MPa，而在300℃下處理10min后膜的機(jī)械強(qiáng)度仍然有21MPa;該膜可以在350℃處理30min后，疏水角依然有143°，說(shuō)