超疏水、自清洁氟化石墨改性不锈钢网的油水分离研究
2021-03-06雷然王嘉柔赵颂王志
化工学报 2021年2期
关键词:改性
雷然,王嘉柔,赵颂,王志
(化学工程联合国家重点实验室,天津大学化工学院化学工程研究所,天津市膜科学与海水淡化技术重点实验室,
天津300072)
引 言
随着人类社会和经济的发展,工业含油污水排放和频繁发生的漏油事故造成的含油废水污染严重危害了生态环境和人类健康[1−3]。因此,迫切需要能够有效从水中分离油和化学物质的材料。传统的油水混合物的分离方法有浮选[4−5]、电凝[6−7]、生物处理[8−9]、吸附[10−11]和重力分离[12]。然而,这些分离方法存在着成本高、分离效率低、操作条件苛刻等缺点,严重限制了它们的应用[13]。膜分离技术由于其操作简便、效率高、节能、稳定等优点,广泛应用于油水分离过程。在这种情况下,超润湿表面的构造是实现有效油水分离的关键性问题[14−18]。
受自然界物种荷叶、水飞蝇等的启发,纳米颗粒和聚合物改性的超疏水膜可以实现高效的油水分离过程[19]。通过观察上述物质的微观结构发现,超疏水表面是由分层的粗糙表面和低表面能的物质组成[20]。目前,超疏水膜的制备方法有模板法[21−22]、刻 蚀 法[23−24]、气 相 沉 积 法[25−26]、溶 胶−凝 胶法[27]、旋涂法[28−29]、浸涂法[30−31]等。通常,碳纳米管、氧化石墨烯、聚二甲基硅氧烷、1H,1H,1H,2H−全氟癸基三乙氧基硅烷等用于超疏水膜的制备[32−34]。在长期使用中,污染和磨损等问题是影响超疏水油水分离膜性能的两大关键问题[35]。为解决上述问题,Bu等[36]制备了坚固的超疏水性三聚氰胺−甲醛海绵和织物,可以实现高效油水分离,且具有良好的抗化学腐蚀性,耐磨性和抗油污染性。……
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