关键词：超疏水;;超亲油;;喷涂;;连续油水分离
摘 要：随着石油产业的快速发展,随之而发生的石油泄露事件和含油废水的排放量也不断增多,严重地危害了海洋环境和人类生存。传统的油水分离材料主要是多孔吸附材料,但这些材料存在着吸油的同时还吸水、分离效率低、难以回收油类等缺点,已不能满足高效且环保的油水分离要求。具有特殊润湿性的材料,如超疏水超亲油材料,是近年来用于油水分离方面的研究热点。本文从材料的表面润湿性出发,利用喷涂方法,以多孔材料为基底,制备出了具有纳微二元复合结构的超疏水超亲油材料,以实现油水分离。文章主要内容可概括为如下几点:(1)以金属泡沫镍网为基底材料,聚偏氟乙烯(PVDF)、氟化乙烯丙烯共聚物(FEP)、超细聚氨酯(UPU)、疏水二氧化硅(HSi O2)为原料,乙醇为溶剂,采用一步喷涂法,制备了具有纳微结构的超疏水超亲油材料。为了扩大油水分离规模,将制备的超疏水超亲油材料设计成一种立方撇油器,并将立方撇油器与管道相连接,在提供负压的情况下,设计的撇油器就能够实现连续油水分离并直接、原位回收油类。(2)进一步探索FPUH复合涂层的实用价值,制备含有10%UPU的撇油器在连续分离7天后和p H=1-14的不同溶液中处理7天后,材料的疏水性仍然具有较好的稳定性。放在0℃,60℃和紫外光条件下,一周内的疏水角几乎没有变化。分别在纺织布、不锈钢网和金属泡沫镍上制备此涂层,并探究其疏水性,流通量,吸油总量和分离效率。经过简单的热处理后,材料可以多次重复使用。(3)以金属泡沫镍网为基底材料,聚酯改性树脂(PMSR),硅橡胶(SR),超细聚氨酯(UPU)为原料,采用喷涂-热喷的方法,制备了超疏水超亲油泡沫镍网状材料。利用泡沫镍本身质软、强韧性等优点,将超疏水超亲油材料设计为一种在泵协助的情况下能够实现连续油水分离的撇油器,其中能实现对玉米油,二氯甲烷,石油的油水分离,效果理想。材料在粘土,土壤与水的混合物中,多次浸泡,材料并未被污染,说明材料具有很好的自清洁性能。在3.5 wt.%Na Cl溶液中,塔菲尔(Tafel)曲线表明制备的材料具有较好的耐腐蚀性能。
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