疏水親油型雜化SiO2納米纖維膜的制備及其乳液分離應用.pdf

1、由于工業(yè)含油(O)廢水(W)與被污染海洋水域的增加以及頻繁的石油泄漏事故的發(fā)生，油水分離技術已經(jīng)成為是一個全球的挑戰(zhàn)性任務，尋找合適的方法解決油水污染問題，回收、純化油類，既節(jié)約能源又保護環(huán)境。膜分離技術因其裝置小、操作簡單、能耗低、分離過程可高度自動化、化學添加劑使用量少等優(yōu)點，在大規(guī)模處理油水乳液污染物方向有著廣闊的應用前景。靜電紡絲技術作為一種能夠直接、連續(xù)制備納米纖維膜的重要方法而被普遍采用，無機靜電紡納米纖維膜因具有耐高溫、輕

2、質(zhì)、高強、絕緣性好、化學穩(wěn)定性好、使用壽命長等優(yōu)異性能在過濾、自清潔、分離等領域表現(xiàn)出了巨大的應用潛力。本文旨在開發(fā)一種疏水親油型無機納米纖維膜材料，將其應用在油水乳液分離應用領域。
　　本文采用靜電紡絲技術，以正硅酸乙酯為硅源、聚乙烯醇為聚合物載體，結合溶膠-凝膠技術、高溫煅燒技術制備了耐高溫的二氧化硅納米纖維膜，然后將合成的含氟苯并噁嗪(F-BZ)與Al2O3納米顆粒在纖維膜上進行原位聚合，制備了疏水親油型雜化SiO2納米纖維

3、膜。通過1wt％含氟聚苯并噁嗪(F-PBZ)與1wt％Al2O3納米顆粒的修飾，使原本超親水的SiO2纖維納米膜轉變?yōu)殪o態(tài)接觸角高達161°、滾動角為3°并且纖維膜與油滴的靜態(tài)接觸角也由最初的23°減小至0°的疏水親油型納米纖維膜。復合改性之后的疏水親油型納米纖維膜在500℃高溫下處理5min后仍具有疏水性能，在6個不同pH值環(huán)境下測試膜的疏水性能也比較穩(wěn)定，是一種典型的耐高溫疏水親油型納米纖維材料。
　　通過對纖維膜的表面形貌研

4、究發(fā)現(xiàn)，纖維膜所具有的疏水親油性能是由于F-PBZ的表面修飾和Al2O3納米顆粒構筑的微納米多級粗糙結構共同作用的結果。采用一系列測試手段對F-PBZ與Al2O3納米顆粒修飾的SiO2納米纖維膜的內(nèi)部結構進行表征，證實了纖維膜具有多級粗糙結構，引用Cassie模型對纖維膜的潤濕性進行分析發(fā)現(xiàn)其表面粗糙因子f2為0.94。
　　將所制備的膜材料在自制的過濾裝置中進行油水乳液分離性能測試，僅靠重力作用，分離膜的過濾通量可達到892±5