油-水乳液分離膜的制備及其分離性能和膜污染關(guān)鍵問題研究.pdf

1、隨著工業(yè)和社會的發(fā)展，大量工業(yè)含油廢水和民用污水被排放，以及海上石油泄露等海洋污染事件頻發(fā)，對環(huán)境和人類健康造成了很大的影響。含油污水大致可以分為分層的油水混合物和油水乳液兩種。后者粒徑更小、更穩(wěn)定，因而比前者更難分離，尤其是對表面活性劑穩(wěn)定的、粒徑小于20μm的油水乳液的分離已成為一個巨大的挑戰(zhàn)。基于此，本論文利用紫外光接枝技術(shù)對聚合物微濾膜進行改性，研究其油水乳液分離性能，并對影響分離效率和膜污染的關(guān)鍵因素做了系統(tǒng)研究。具體內(nèi)容如下

2、:
　　1.制備親水、水下疏油聚四氟乙烯(PTFE)微濾膜，并調(diào)控膜的表面能和孔徑，優(yōu)化油水乳油分離的性能。通過紫外光接枝技術(shù)在不同孔徑的PTFE膜表面接枝聚甲基丙烯酸聚乙二醇酯(pOEGMA)，獲得的膜具有較高的親水和水下疏油性。不含表面活性劑的油水乳液的分離結(jié)果表明，高水下疏油性表面和合適孔徑是PTFE膜具有良好分離性能的關(guān)鍵因素。優(yōu)化后的膜具有高的分離效率（接近100％）和較高的通量（1500L·m-2·h-1）。由于pOE

3、GMA分子的親水性，膜的抗污染能力強，重復(fù)使用10次，仍然保持較高的分離性能。
　　2.考察膜表面電荷對油水乳液分離及膜抗污染能力的影響規(guī)律。采用PP微濾膜作為基材，通過紫外光接枝技術(shù)分別接枝聚甲基丙烯酸二甲氨基乙酯(pDMAEMA)和pOEGMA。在水（弱酸性）中，pDMAEMA分子中叔氨基質(zhì)子化而使膜帶強正電荷，pOEGMA分子含有大量的羥基而使膜顯強負(fù)電荷;分別用陰離子型、非離子型、陽離子型表面活性劑制備帶電性質(zhì)不同的乳液。

4、分別研究兩種膜對三種乳液的分離效果，并對膜界面上的乳化油滴的破乳機制進行了探討。發(fā)現(xiàn)pDMAEMA改性膜因為強的界面破乳作用而具分離效率最高;當(dāng)分離與膜帶相同電荷的乳液時，膜的抗污染性能最好。
　　3.基于上一章的研究結(jié)果，進一步利用pDMAEMA的pH響應(yīng)性，制備表面電荷可翻轉(zhuǎn)的分離膜，用于長效油水分離。pDMAEMA改性膜在水中應(yīng)用時帶正電荷;在pH=9的環(huán)境下，pDMAEMA去質(zhì)子化，并由于基底上的聚多巴胺層而顯負(fù)電?？疾炝?/p>