题名功能型玄武岩纤维用于乳化油-水混合物分离研究
作者张钰荣
答辩日期2020-08-07
文献子类硕士
授予单位中国科学院大学
授予地点中国科学院新疆理化技术研究所
导师马鹏程
关键词水包油乳化液 玄武岩纤维 聚乙烯醇 聚乙烯亚胺 水下疏油
学位名称硕士
学位专业材料物理与化学
英文摘要

开发高效、绿色的油水分离材料对水环境治理具有重要意义。目前的油水分离材料大多用于分离含分散油和浮油的油水混合物,对于含乳化油的油水混合物由于乳化剂的存在,使得油水分离过程更具挑战性。本论文以玄武岩纤维织物(BFF)为基材,通过物理涂覆和化学修饰制备出可分离乳化油-水混合物的复合材料,并研究了其分离机理。研究内容包括以下三个方面:1)聚乙烯醇(PVA)/BFF复合材料的制备及其性能研究:以BFF为基材,通过简单的浸涂法制备了戊二醛为交联剂的复合膜(PVA@BFF),对所得材料的形貌及化学组成进行表征。研究发现PVA@BFF从外至内依次为PVA、交联PVA和BFF构成的特殊层级结构。所得织物材料亲水性增强,具有水下疏油特性,且在不同酸、碱溶液中与油的接触角均高于150o,可有效分离多种水包油乳化液。2)PVA@BFF分离乳化液机理研究:采用不同手段研究了PVA@BFF与油滴的相互作用,结果表明PVA@BFF在水下与油滴粘附力低于1.5 μN,具有水下抗油污和自清洁能力;织物中PVA的溶胀以及BFF织物产生的毛细作用为水连续通过复合膜提供驱动力,乳化液中的水分子以置换的方式通过复合膜,而油滴则被阻挡在复合膜上表面;通过研究乳化液在过滤过程中油滴浓度和尺寸的变化情况,提出聚集诱导破乳分离机理。3)聚乙烯亚胺(PEI)/BFF的乳化液分离性能及机理研究:以BFF为基材在其表面引入氨基,通过单质硫与氨基反应,制备了PEI修饰的BFF复合膜(PSB)。研究了反应条件对所得复合膜油水分离性质的影响,优化复合膜制备的参数。经PEI修饰后的BFF表面含有带正电的氨基,可通过氢键和电荷作用实现对含非离子型和阴离子型乳化油-水混合物的破乳分离,而对于含阳离子型的乳化液则无法实现破乳。

内容类型学位论文
源URL[http://ir.xjipc.cas.cn/handle/365002/7496]  
专题新疆理化技术研究所_环境科学与技术研究室
推荐引用方式
GB/T 7714
张钰荣. 功能型玄武岩纤维用于乳化油-水混合物分离研究[D]. 中国科学院新疆理化技术研究所. 中国科学院大学. 2020.
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