超疏水-超親油二氧化硅微納米纖維復(fù)合膜的制備與性能研究.pdf

1、柴油水分離濾紙具有疏水/親油性，作用是濾除柴油中的水，提高柴油燃燒效率，延長內(nèi)燃機壽命。但是，傳統(tǒng)有機濾紙存在不耐高溫，不耐腐蝕的缺點。本文受到水黽腿中超疏水微納米纖維的啟發(fā)，選擇靜電紡絲法制備得到耐高溫、耐腐蝕的超疏水/超親油二氧化硅微納米纖維膜作為過濾材料。
　　通過靜電紡絲工藝制備二氧化硅(SiO2)微納米纖維膜，再經(jīng)六甲基硅氮烷(HMDS)的表面改性，成功地制備出一種耐高溫、耐腐蝕、超疏水/超親油的SiO2微納米纖維膜。將

2、該薄膜分別用掃描電子顯微鏡(SEM)，視頻光學(xué)接觸角測量儀(VCA)，傅立葉變換紅外光譜(FT-IR)，X射線光電子能譜(XPS)，熱重量分析法(TGA)，核磁共振圖譜(NMR)，氮氣吸附法BET比表面測試法進行表征，并研究其疏水性、親油性、吸附性、耐溫性、耐腐蝕的能力，從而確定最佳原料配比和制備工藝。
　　分析SEM得出，經(jīng)HMDS改性后，SiO2微納米纖維的表面形貌沒有顯著變化，直徑范圍為200-800nm，且SiO2纖維直徑

3、越小，薄膜疏水性越好。通過VCA測得，經(jīng)過HMDS改性的纖維表面呈現(xiàn)超疏水/超親油性，疏水角高達153°且滾動角為8.2°，同時親油角低至0°。根據(jù)TG和NMR得出，超疏水/超親油SiO2微納米膜的最高耐受溫度為450℃，即使經(jīng)過450℃高溫處理，SiO2微納米纖維膜的疏水角仍保持在135°，并且親油角仍保持在6°，依然能保持優(yōu)秀的疏水且超親油的特性。通過不同的煅燒時間來改變SiO2微納米纖維表面的粗糙度，從而提高改性后纖維的疏水性，對

4、比分析得出結(jié)論:由600℃1小時煅燒過程得到的纖維表面孔隙直徑最大，其值為23.2nm，從而表面粗糙度最大，改性之后纖維的疏水性最強。利用BET氮氣吸附法測試得出，前驅(qū)體溶液中SiO2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)越小，所得纖維膜的比表面積越高。當(dāng)前驅(qū)體溶液中SiO2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10wt％時，所得纖維的吸附性能最好，其氮氣吸附量高達157g/cm3，同時比表面積高達385.1m2/g。通過耐腐蝕測試結(jié)果表明，經(jīng)過HMDS改性后的SiO2微納米纖維膜具有優(yōu)秀