聚四氟乙烯基定向孔道材料的制备及其油水分离性能研究

摘要

近年来，海面溢油事故的频频发生以及生产生活中含油污水的大量产生，造成了资源流失与环境污染。为了实现能源的回收与利用，保护生态环境免遭污染，必须进行油水分离以回收油品。目前，实现高效率油水分离的关键在于油水分离材料的制备，因而新型高效油水分离材料的研究和开发备受关注。本文制备了以聚四氟乙烯为基体的三维分离材料，并且研究了其润湿与分离性能，主要内容如下： 以聚四氟乙烯乳液、聚乙烯醇水溶液和玻璃纤维为原料，采用冷冻铸造的方法制备了具有定向孔结构的三维抽滤材料。采用扫描电子显微镜(SEM)和接触角测量仪对所制备材料的微观结构及表面疏水特性进行表征，通过实验室自制的连续油水分离装置对所制备材料的油水分离性能进行研究。结果表明：所制备的材料具有规则排列的定向微米孔道结构，具有显著的疏水亲油特性，与水的接触角为140°。该材料具有良好的机械强度，在压差驱动下可以对油水混合物进行连续高效的分离。对包括柴油、汽油在内的8种油品和水的混合物进行测试，分离效率均达到98%以上。 以聚四氟乙烯乳液、聚乙烯醇水溶液和金属丝为原料，采用冷冻铸造的方法制备了具有多孔道互联结构的三维过滤材料。通过外加电场来影响样品表面的润湿性能，采用接触角测量仪对所制备材料在通电前后的表面疏水性能进行表征，通过实验室自制的分离装置对所制备材料的油水分离性能进行研究。结果表明：所制备的材料在通电前具有显著的疏水亲油特性，与水的接触角为143°，在通电后样品表面的疏水性明显下降，与水的接触角为 79°。该材料具有良好的机械强度，在重力驱动下可以对水包油型乳化油进行连续高效的分离。对包括以柴油、花生油为油相的水包油型乳化油进行循环测试，分离效果均达到98%以上，为实现乳化油的分离又开辟了一条新径。

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