基于緯二重組織的油水分離織物的設(shè)計(jì)及制備.pdf

1、含油污水一直是生活和生產(chǎn)中的重要問題，嚴(yán)重影響著人們的生活和生態(tài)環(huán)境。傳統(tǒng)的油水分離方法如物理法、化學(xué)法和生物法因其能耗高、分離效率低和成本高等問題而限制了其應(yīng)用。近年來，受自然界中具有特殊浸潤(rùn)性生物的啟發(fā)，超疏水材料、超親水材料等得到了廣泛的關(guān)注與研究，通過調(diào)節(jié)多孔性材料表面潤(rùn)濕性，可以實(shí)現(xiàn)油水混合液的分離；該類材料具有分離效率高、低能耗的特點(diǎn)，逐漸成為油水分離材料研究的熱點(diǎn)。
　　紡織品為常見的多孔性材料，因其來源廣泛、價(jià)格低

2、廉，是理想的油水分離材料基底。提高紡織品表面的粗糙度或降低其表面能，可制備具有良好油水分離性能的超疏水材料；增加纖維表面的親水性基團(tuán)的數(shù)量，可制備具有超親水性的材料；對(duì)紡織品進(jìn)行單面疏水化處理，可制備具有Janus性質(zhì)的材料。
　　機(jī)織物由經(jīng)紗和緯紗以一定的規(guī)律交織而成，具有外觀挺括和堅(jiān)實(shí)等特點(diǎn)。緯二重組織為機(jī)織物復(fù)雜組織中的一員，由兩種相同或不同的緯紗和一種類型的經(jīng)紗交織而成。其中的一種緯紗與經(jīng)紗交織構(gòu)成表面組織一，另一種緯紗與

3、經(jīng)紗交織構(gòu)成表面組織二。
　　本文基于緯二重組織原理，通過調(diào)節(jié)經(jīng)紗和緯紗的親、疏水性能，編織得到三種具有不同浸潤(rùn)性的織物，分別為緯二重疏水性織物、緯二重親水性織物和緯二重Janus織物。利用場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡（FESEM）和X射線能量色散譜（EDS）對(duì)紗線的形貌和元素組成進(jìn)行表征；采用光學(xué)顯微鏡確定緯二重織物的組織結(jié)構(gòu)；使用接觸角分析儀、油水分離裝置研究其浸潤(rùn)性、油水分離性能。
　　以疏水處理的滌綸紗線為經(jīng)紗，疏水處理的棉紗線為

4、緯紗，編織得到疏水性的織物。接觸角測(cè)試表明，疏水性的織物的接觸角達(dá)到150o以上，具有疏水、親油的特點(diǎn)；將織物應(yīng)用于油水分離實(shí)驗(yàn)，可以實(shí)現(xiàn)不同類型的油水混合液的有效分離，且分離效率達(dá)到96％以上；循環(huán)油水分離實(shí)驗(yàn)測(cè)試表明緯二重疏水性織物能夠?qū)崿F(xiàn)10次以上的油水分離，且接觸角仍保持在150o左右，分離效率保持在96%以上。
　　以堿減量處理后的滌綸紗線為經(jīng)紗，二氧化硅處理后的棉紗線為緯紗，編織得到超親水性織物。超親水性的織物在空氣中

5、具有親水親油性，在水下具有超疏油的特點(diǎn)，油與織物的接觸角在150o以上；將織物應(yīng)用于油水分離實(shí)驗(yàn)，可以實(shí)現(xiàn)不同類型的油水混合液（正庚烷/水、十二烷/水、石油醚/水、液體石蠟）的有效分離，且分離效率達(dá)到96%以上；循環(huán)油水分離實(shí)驗(yàn)測(cè)試表明緯二重超親水性織物能夠?qū)嶒?yàn)50次以上的油水分離，且不被雜質(zhì)和油污污染，分離效率保持在96%以上。
　　以疏水處理的滌綸紗線為經(jīng)紗，疏水處理的棉紗線和二氧化硅處理的棉紗線為緯紗，編織得到具有Janus

6、性質(zhì)的織物。該織物一面具有超疏水、超親油的特點(diǎn)，在空氣中與水的接觸角在150o以上；另一面具有親水性，在水下具有超疏油的特點(diǎn)，在水下與正庚烷的接觸角在150o以上。將該Janus織物應(yīng)用于油水分離實(shí)驗(yàn)，織物的疏水面朝上，可以實(shí)現(xiàn)油（ρ>1）與水的混合液的有效分離；翻轉(zhuǎn)織物，織物的親水面朝上，可以實(shí)現(xiàn)油（ρ<1）與水的混合液的有效分離，且油水分離效率達(dá)到95%以上；循環(huán)油水分離實(shí)驗(yàn)測(cè)試表明緯二重Janus織物能夠?qū)崿F(xiàn)多次油水分離，且疏水面