聚四氟乙烯基复合纤维膜的制备及其油水分离性能研究

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随着社会的快速发展,随之而来的是各种问题,其中,含油废水问题一直深受人们关注,但因其难以解决而一直困扰着人们。因此,如何有效地解决油污染水源已引起各国人们的广泛关注。目前,科学家们致力于界面润湿性明显的材料,以此来应用于油水分离。本课题利用静电纺丝技术制备了以PTFE为基底,并通过直接加入不同质量的氧化物得到一系列的纤维膜。利用TG-EDS、SEM、XRD、TEM、FT-IR等手段对材料进行表征,以便观察材料的形貌及结构组成,还研究了材料的疏水性、对不同油水混合物的油水分离性能及材料的循环使用性能。具体研究结论如下:(1)采用静电纺丝法制得了不同质量比的PVA/PTFE复合纤维膜,再经过低温煅烧成功得到了PTFE纤维膜,其纤维粗细均匀,具有很好的韧性,熔化后粘结在一起,形成具有较多空隙、连接的纤维网结构。且PTFE纤维膜具有超疏水性,其疏水角随PTFE加入量的增多而增大,可高达166.4°。在油水分离测试中,PTFE纤维膜展现出了良好的油水分离效率,对三种不同油水混合物分离效率均高达98.5%,且PTFE纤维膜具有良好的稳定性及循环性能。(2)采用静电纺丝技术及煅烧法制得了含有不同质量ZnO的PTFE/ZnO纤维膜。所制得的纤维直径粗细不均一,且熔化后粘结在一起,形成连接的、具有一定孔隙的纤维网结构,纤维表面有凸起及凹坑,其粗糙结构与PTFE纤维本身的微米级的粗糙结构共同构成了微纳米级的二级粗糙结构。此外,PTFE/ZnO纤维膜具有稳定的超疏水性,其疏水角随ZnO加入量的减少而增大,可高达166.4°。在油水分离测试中,PTFE/ZnO纤维膜对不同油水混合物均具有良好的油水分离效率,均高达98.5%;此外,该纤维膜具有良好的稳定性及循环性能,能够连续循环使用于分离油水混合物。(3)采用相同的合成法制备了含有不同质量Al2O3的PTFE/Al2O3纤维膜,其纤维直径粗细不均一,纤维表面凹凸不平,且纤维与纤维之间有球状结构,颗粒和纤维表面的突起及凹坑共同构成了粗糙结构。此外,PTFE/Al2O3纤维膜具有超疏水性,且Al2O3加入量越少,其疏水角越大,最高可高达178°。在油水分离测试中,发现PTFE/Al2O3纤维膜对不同油水混合物均具有良好的油水分离效率,均高达98.5%,且具有良好的稳定性及循环性能,能够连续循环使用于分离油水混合物。
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