聚四氟乙烯基复合纤维膜的制备及其油水分离性能研究

摘要

随着社会的快速发展，随之而来的是各种问题，其中，含油废水问题一直深受人们关注，但因其难以解决而一直困扰着人们。因此，如何有效地解决油污染水源已引起各国人们的广泛关注。目前，科学家们致力于界面润湿性明显的材料，以此来应用于油水分离。 本课题利用静电纺丝技术制备了以PTFE为基底，并通过直接加入不同质量的氧化物得到一系列的纤维膜。利用TG-EDS、SEM、XRD、TEM、FT-IR等手段对材料进行表征，以便观察材料的形貌及结构组成，还研究了材料的疏水性、对不同油水混合物的油水分离性能及材料的循环使用性能。具体研究结论如下： （1）采用静电纺丝法制得了不同质量比的PVA/PTFE复合纤维膜，再经过低温煅烧成功得到了PTFE纤维膜，其纤维粗细均匀，具有很好的韧性，熔化后粘结在一起，形成具有较多空隙、连接的纤维网结构。且PTFE纤维膜具有超疏水性，其疏水角随PTFE加入量的增多而增大，可高达166.4°。在油水分离测试中，PTFE纤维膜展现出了良好的油水分离效率，对三种不同油水混合物分离效率均高达98.5%，且PTFE纤维膜具有良好的稳定性及循环性能。 （2）采用静电纺丝技术及煅烧法制得了含有不同质量ZnO的PTFE/ZnO纤维膜。所制得的纤维直径粗细不均一，且熔化后粘结在一起，形成连接的、具有一定孔隙的纤维网结构，纤维表面有凸起及凹坑，其粗糙结构与PTFE纤维本身的微米级的粗糙结构共同构成了微纳米级的二级粗糙结构。此外，PTFE/ZnO纤维膜具有稳定的超疏水性，其疏水角随ZnO加入量的减少而增大，可高达166.4°。在油水分离测试中，PTFE/ZnO纤维膜对不同油水混合物均具有良好的油水分离效率，均高达98.5%；此外，该纤维膜具有良好的稳定性及循环性能，能够连续循环使用于分离油水混合物。 （3）采用相同的合成法制备了含有不同质量Al2O3的PTFE/Al2O3纤维膜，其纤维直径粗细不均一，纤维表面凹凸不平，且纤维与纤维之间有球状结构，颗粒和纤维表面的突起及凹坑共同构成了粗糙结构。此外，PTFE/Al2O3纤维膜具有超疏水性，且Al2O3加入量越少，其疏水角越大，最高可高达178°。在油水分离测试中，发现PTFE/Al2O3纤维膜对不同油水混合物均具有良好的油水分离效率，均高达98.5%，且具有良好的稳定性及循环性能，能够连续循环使用于分离油水混合物。

目录

声明

第一章绪 论

1.1引言

1.2含油废水的危害及处理方法

1.3特殊浸润性基本理论

1.4特殊浸润性材料的制备方法

1.5特殊浸润性材料在油水分离中的应用

1.6课题的研究意义及研究内容

第二章实验部分

2.1 试剂药品和实验仪器

2.2 表征仪器及测试方法

2.3油水分离测试

第三章PTFE纤维膜的制备、表征及性能测试

3.1引言

3.2实验过程

3.3结果与讨论

3.4本章小结

第四章PTFE/ZnO纤维膜的制备、表征及性能测试

4.1引言

4.2实验过程

4.3结果与讨论

4.4本章小结

第五章PTFE/Al2O3纤维膜的制备、表征及性能测试

5.1引言

5.2实验过程

5.3结果与讨论

5.4本章小结

第六章结论与展望

6.1结论

6.2研究展望

参考文献

图 表 目 录

致谢

作者简历