蒋婷婷:静电纺丝制备超疏水纤维膜及其在油水分离中的应用论文

蒋婷婷:静电纺丝制备超疏水纤维膜及其在油水分离中的应用论文

本文主要研究内容

作者蒋婷婷(2019)在《静电纺丝制备超疏水纤维膜及其在油水分离中的应用》一文中研究指出:因工业事故、石油运输等造成的石油污染以及餐饮、纺织等行业含油废水的排放,对人类和海洋水生物都造成了灾难性的损害,因此从含油废水中分离油相是一个重要研究方向。但是传统的油水分离方法过程复杂、成本较高且分离效率低、易造成二次污染,所以迫切需要开发一种环保、性价比高、能大规模生产的技术来减小石油污染对环境造成的损害。利用静电纺丝法制备的纤维膜具有高的渗透性和分离效率,而且此法过程简单,成本较低,所以静电纺丝法制备的超浸润分离膜在油水分离领域引起了更多的关注。同时提高超浸润分离材料的稳定性和循环使用性也是目前科学界研究的重点。本论文主要包括以下方面的工作:(1)以疏水性高分子聚苯乙烯(PS)为基材,直接通过电纺法将PS纤维沉积在不锈钢网上制备了超疏水PS纤维膜。对三种不同种类不互溶油水混合物进行分离,结果显示分离效率均高于98%,最大的流通量为618±5 L m-22 h-1。对影响分离效率和油流通量的因素(不锈钢网目数、纤维沉积时间)进行探究,结果表明随着不锈钢网目数和纤维沉积时间的增加,油流通量逐渐减小。而分离效率受其影响不大。对PS纤维膜的pH稳定性和循环使用性进行研究,结果表明超疏水PS纤维膜具有很好的pH稳定性,但由于其易被含有卤代烃、芳香烃等的油相溶解,而不能循环使用。(2)为了制备能够在含有卤代烃、芳香烃等的油相中稳定存在的纤维膜,尝试以醋酸纤维素为基材,首先研究了纺丝过程中影响醋酸纤维形貌和直径的几个因素,确定最佳的纺丝溶液浓度为12wt%-14 wt%,纺丝电压为12-14 kV,且当采用V丙酮/N,N二甲基乙酰胺(DMAC)=3:2为溶剂,推进速率在0.5-0.8 mm/min,接收距离为20 cm时得到的纤维形貌最好。在最佳纺丝条件下采用不同的硅烷偶联剂(全氟辛基三甲氧基硅烷、十八烷基三甲氧基硅烷、正辛基三甲氧基硅烷、3-氨基丙基三乙氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷)对醋酸纤维素进行改性。通过对氟硅烷改性后纤维形貌、XPS、EDX表征充分表明氟硅烷成功粘附在醋酸纤维表面。作为对比,同时采用不同硅烷对滤纸表面进行疏水改性,发现改性后的醋酸纤维膜和滤纸表面疏水性随着硅烷偶联剂碳链长度的增加而增加。采用不同硅烷偶联剂改性后的醋酸纤维膜的对不同种类不互溶油水混合物(环己烷、溴苯、石油醚)进行分离,结果显示对于直链修饰的烷烃,碳链越长,分离效率越高。而油的种类对分离效率影响不明显。同时改性后醋酸纤维膜的吸附量是硅烷改性滤纸吸附量的10倍。以氟硅烷改性的醋酸纤维膜为例,对改性后纤维膜pH稳定性、耐磨性、循环使用性进行探究,结果表明,硅烷改性后的醋酸纤维膜不仅具有良好的pH稳定性且摩擦500次后,表面的接触角同样可以达到141.8±0.5°;同时油水分离循环使用十次后,分离效率依然可以保持在98%。醋酸纤维素具有生物降解性、环保性,因此硅烷修饰的醋酸纤维素具有广泛的应用前景。

Abstract

yin gong ye shi gu 、dan you yun shu deng zao cheng de dan you wu ran yi ji can yin 、fang zhi deng hang ye han you fei shui de pai fang ,dui ren lei he hai xiang shui sheng wu dou zao cheng le zai nan xing de sun hai ,yin ci cong han you fei shui zhong fen li you xiang shi yi ge chong yao yan jiu fang xiang 。dan shi chuan tong de you shui fen li fang fa guo cheng fu za 、cheng ben jiao gao ju fen li xiao lv di 、yi zao cheng er ci wu ran ,suo yi pai qie xu yao kai fa yi chong huan bao 、xing jia bi gao 、neng da gui mo sheng chan de ji shu lai jian xiao dan you wu ran dui huan jing zao cheng de sun hai 。li yong jing dian fang si fa zhi bei de qian wei mo ju you gao de shen tou xing he fen li xiao lv ,er ju ci fa guo cheng jian chan ,cheng ben jiao di ,suo yi jing dian fang si fa zhi bei de chao jin run fen li mo zai you shui fen li ling yu yin qi le geng duo de guan zhu 。tong shi di gao chao jin run fen li cai liao de wen ding xing he xun huan shi yong xing ye shi mu qian ke xue jie yan jiu de chong dian 。ben lun wen zhu yao bao gua yi xia fang mian de gong zuo :(1)yi shu shui xing gao fen zi ju ben yi xi (PS)wei ji cai ,zhi jie tong guo dian fang fa jiang PSqian wei chen ji zai bu xiu gang wang shang zhi bei le chao shu shui PSqian wei mo 。dui san chong bu tong chong lei bu hu rong you shui hun ge wu jin hang fen li ,jie guo xian shi fen li xiao lv jun gao yu 98%,zui da de liu tong liang wei 618±5 L m-22 h-1。dui ying xiang fen li xiao lv he you liu tong liang de yin su (bu xiu gang wang mu shu 、qian wei chen ji shi jian )jin hang tan jiu ,jie guo biao ming sui zhao bu xiu gang wang mu shu he qian wei chen ji shi jian de zeng jia ,you liu tong liang zhu jian jian xiao 。er fen li xiao lv shou ji ying xiang bu da 。dui PSqian wei mo de pHwen ding xing he xun huan shi yong xing jin hang yan jiu ,jie guo biao ming chao shu shui PSqian wei mo ju you hen hao de pHwen ding xing ,dan you yu ji yi bei han you lu dai ting 、fang xiang ting deng de you xiang rong jie ,er bu neng xun huan shi yong 。(2)wei le zhi bei neng gou zai han you lu dai ting 、fang xiang ting deng de you xiang zhong wen ding cun zai de qian wei mo ,chang shi yi cu suan qian wei su wei ji cai ,shou xian yan jiu le fang si guo cheng zhong ying xiang cu suan qian wei xing mao he zhi jing de ji ge yin su ,que ding zui jia de fang si rong ye nong du wei 12wt%-14 wt%,fang si dian ya wei 12-14 kV,ju dang cai yong Vbing tong /N,Ner jia ji yi xian an (DMAC)=3:2wei rong ji ,tui jin su lv zai 0.5-0.8 mm/min,jie shou ju li wei 20 cmshi de dao de qian wei xing mao zui hao 。zai zui jia fang si tiao jian xia cai yong bu tong de gui wan ou lian ji (quan fu xin ji san jia yang ji gui wan 、shi ba wan ji san jia yang ji gui wan 、zheng xin ji san jia yang ji gui wan 、3-an ji bing ji san yi yang ji gui wan 、jia ji san yi yang ji gui wan )dui cu suan qian wei su jin hang gai xing 。tong guo dui fu gui wan gai xing hou qian wei xing mao 、XPS、EDXbiao zheng chong fen biao ming fu gui wan cheng gong nian fu zai cu suan qian wei biao mian 。zuo wei dui bi ,tong shi cai yong bu tong gui wan dui lv zhi biao mian jin hang shu shui gai xing ,fa xian gai xing hou de cu suan qian wei mo he lv zhi biao mian shu shui xing sui zhao gui wan ou lian ji tan lian chang du de zeng jia er zeng jia 。cai yong bu tong gui wan ou lian ji gai xing hou de cu suan qian wei mo de dui bu tong chong lei bu hu rong you shui hun ge wu (huan ji wan 、xiu ben 、dan you mi )jin hang fen li ,jie guo xian shi dui yu zhi lian xiu shi de wan ting ,tan lian yue chang ,fen li xiao lv yue gao 。er you de chong lei dui fen li xiao lv ying xiang bu ming xian 。tong shi gai xing hou cu suan qian wei mo de xi fu liang shi gui wan gai xing lv zhi xi fu liang de 10bei 。yi fu gui wan gai xing de cu suan qian wei mo wei li ,dui gai xing hou qian wei mo pHwen ding xing 、nai mo xing 、xun huan shi yong xing jin hang tan jiu ,jie guo biao ming ,gui wan gai xing hou de cu suan qian wei mo bu jin ju you liang hao de pHwen ding xing ju ma ca 500ci hou ,biao mian de jie chu jiao tong yang ke yi da dao 141.8±0.5°;tong shi you shui fen li xun huan shi yong shi ci hou ,fen li xiao lv yi ran ke yi bao chi zai 98%。cu suan qian wei su ju you sheng wu jiang jie xing 、huan bao xing ,yin ci gui wan xiu shi de cu suan qian wei su ju you an fan de ying yong qian jing 。

论文参考文献

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  • 论文详细介绍

    论文作者分别是来自湖南师范大学的蒋婷婷,发表于刊物湖南师范大学2019-10-31论文,是一篇关于静电纺丝论文,浸润性论文,聚苯乙烯论文,醋酸纤维素论文,油水分离论文,湖南师范大学2019-10-31论文的文章。本文可供学术参考使用,各位学者可以免费参考阅读下载,文章观点不代表本站观点,资料来自湖南师范大学2019-10-31论文网站,若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权,请联系我们删除。

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