超疏水材料的制備及其油水分離特性研究.pdf

1、近年來，環(huán)境污染越來越嚴(yán)重，尤其石油泄漏和工業(yè)有機(jī)物的排放對環(huán)境造成嚴(yán)重的損害。對于此類污染最常用的補(bǔ)救方法包括撇油器，凝固劑，分散劑，生物修復(fù)和原位燃燒。然而這些方法只關(guān)注清理,忽視了它有可能會對環(huán)境造成二次污染。而仿生的油水分離材料的引入，不僅可以使油水混合物中的油和水分離開，而且可以防止二次污染。仿生的油水分離材料主要包括超疏水-超親油油水分離材料、超親水/超疏油油水分離材料和智能型油水分離材料三大類。而超疏水-超親油油水分離材料

2、相對于其它兩種分離材料更適合分離大面積的油水混合物。本論文主要研究的是在不同的基底下制備超疏水-超親油油水分離材料。主要包括以下幾部分：
　?。?）以不銹鋼濾網(wǎng)為基底，通過在表面電沉積Cu納米顆粒來構(gòu)筑微納米結(jié)構(gòu)，然后用低表面能的硬脂酸修飾，制備超疏水超親油的不銹鋼濾網(wǎng)。研究了電沉積時間、電流強(qiáng)度、電解液溫度和電解液濃度對不銹鋼濾網(wǎng)的接觸角和滾動角的影響，得到了最佳的實(shí)驗(yàn)條件。該條件下制備的超疏水不銹鋼濾網(wǎng)的水相接觸角達(dá)到了152

3、°，油相接觸角為0°。對該材料的穩(wěn)定性進(jìn)行了研究，超聲清洗1h后，還是具有超疏水性能。經(jīng)過200℃高溫處理，疏水性能下降，即該材料不適合高溫油水分離。以及pH的適用范圍5-11等。使用該材料進(jìn)行的油水分離測試表明，該材料可以高效快速地分離一系列油水混合物（重油或輕油），同時具有良好的分離效率和穩(wěn)定性，并可以循環(huán)使用。
　?。?）面料相較于不銹鋼濾網(wǎng)，它具有優(yōu)良的透氣性，柔軟，且廉價和無處不在。以面料為基底，通過在纖維膜表面自組裝一

4、層GO（氧化石墨烯）/CPAM（陽離子聚丙烯酰胺）復(fù)合膜，然后用硼氫化鈉在室溫下快速還原，制備了NG（還原的氧化石墨烯）負(fù)載的導(dǎo)電纖維膜，然后在表面電鍍一層Cu納米顆粒來構(gòu)筑微納米結(jié)構(gòu)，再用硬脂酸修飾制備超疏水且超親油的纖維膜。研究了電鍍電壓和電鍍時間對纖維膜的接觸角的影響，得到了最佳的實(shí)驗(yàn)條件。該條件下制備的超疏水纖維膜的水相接觸角達(dá)到了153°，而油相則會快速滲透表面。同時研究了該材料pH的適用范圍為2-14。使用該材料進(jìn)行的油水分

5、離測試表明，該材料可以高效快速地分離一系列油水混合物（重油或輕油），同時具有良好的分離效率和穩(wěn)定性，并可以循環(huán)使用。
　?。?）三聚氰胺海綿（三聚氰胺-甲醛海綿，表示為MF海綿）不僅具有海綿的優(yōu)點(diǎn)，而且是一種理想的阻燃劑，在油水分離過程中減少火災(zāi)和爆炸的危險。以MF海綿為基底，在海綿骨架上分別通過GO/CPAM復(fù)合膜的構(gòu)筑，電沉積Cu納米顆粒和硬脂酸修飾制備超疏水超親油的MF海綿。研究了電沉積銅的時間對于制備MF海綿接觸角的影響，