超疏水超親油秸稈纖維的制備和性能研究.pdf

1、學(xué)位論文學(xué)校代碼：10225學(xué)號：S16136超疏水超親油秸稈纖維的制備和性能研究指導(dǎo)教師姓名：申請學(xué)位級別：論文提交日期：授予學(xué)位單位：臧德利王成毓教授碩士2016年4月東北林業(yè)大學(xué)東北林業(yè)大學(xué)學(xué)科專業(yè)：林產(chǎn)化學(xué)加工工程論文答辯日期：2016年6月授予學(xué)位日期：2016年6月答辯委員會主席：論文評閱人：素夕厶櫛素大學(xué)摘要摘要超疏水超親油材料由于其與水的接觸角大于150。，而與油的接觸角小于50，能夠選擇性的吸附油水混合物中的油分而完全

2、不吸收水，這種材料可廣泛應(yīng)用于溢油清理領(lǐng)域。理論上，分層粗糙結(jié)構(gòu)的構(gòu)建和低表面能物質(zhì)的修飾是獲得超疏水性和超親油性的必要條件。本文選用玉米秸稈作為原材料，在其表面負(fù)載無機(jī)粒子并進(jìn)行疏水改性，合成了新型的超疏水超親油秸稈纖維。本論文的主要研究內(nèi)容包括以下幾方面：首先將Si02／ZnO復(fù)合粒子沉積在秸稈纖維表面，然后通過簡單的溶液浸泡法，將秸稈浸入到辛基三乙氧基硅烷的改性液中，制備得到了超疏水超親油秸稈纖維。利用掃描電子顯微鏡、X射線能譜儀

3、和接觸角測量裝置對樣品的表面形貌、化學(xué)組成和表面潤濕性進(jìn)行表征。經(jīng)過長期空氣環(huán)境中的存儲或浸泡于腐蝕性溶液后，所制備的秸稈纖維樣品仍然保持良好的超疏水和超親油性能。超疏水超親油秸稈纖維對原油的最大吸附量為208∥g，顯示了優(yōu)異的吸油能力。采用原位合成技術(shù)，在秸稈纖維表面負(fù)載大量的二氧化硅粒子，構(gòu)建了二元分層微觀結(jié)構(gòu)，增大了纖維的表面粗糙度。在此基礎(chǔ)上，使用硅烷偶聯(lián)劑十六烷基三甲氧基硅烷對秸稈纖維進(jìn)行表面修飾，降低了材料的表面自由能，進(jìn)一

4、步提高了秸稈纖維的疏水親油性能。研究結(jié)果表明，水滴在產(chǎn)品表面的接觸角為1530，油滴在其表面的接觸角為00。此外，獲得的超疏水超親油秸稈的耐酸堿性能和空氣環(huán)境中穩(wěn)定性都比較好，且對各類油品及有機(jī)溶劑顯示出較高的吸附容量。以正硅酸乙酯為硅源，氨水作為催化劑，采用溶膠凝膠技術(shù)，制備出粒徑均勻的二氧化硅顆粒。將十七氟癸基三乙氧基硅烷改性的二氧化硅粒子負(fù)載在秸稈纖維表面制備出目標(biāo)產(chǎn)物。得到的秸稈纖維樣品表現(xiàn)出優(yōu)異的超疏水性和超親油性，與水的接觸

5、角可達(dá)到1520，與油的接觸角接近00。采用傳統(tǒng)的表征技術(shù)，分析了樣品的微觀形貌、表面潤濕性和表面化學(xué)成分。結(jié)果顯示，由于二氧化硅粒子在纖維表面的沉積使得秸稈樣品獲得一定的粗糙結(jié)構(gòu)，十七氟癸基三乙氧基硅烷的疏水改性降低了樣品的表面能，兩者共同作用使得秸稈纖維具備了良好的超疏水和超親油性能。在秸稈纖維表面沉積氧化鋅粒子，通過十六烷基三甲氧基硅烷在氧化鋅粒子表面的單分子層自組裝，獲得了優(yōu)越性能的超疏水超親油秸稈纖維。考察了液體pH值對秸稈潤