【摘 要】
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含油污水的分离净化是全球性的科学难题之一。目前大多数用于油水分离材料具有制备过程繁琐、稳定性差、抗污性能不佳等缺点,这些缺点限制了油水分离膜的广泛应用。本文以金属筛网为基底,对表面形貌和化学成分进行设计和调控,成功制得两种性能优异的油水分离膜,实现了油水混合物体系的高效分离。本文的主要工作如下:（1）针对油水分离膜制备工艺复杂、化学稳定性较差、耐油污性能不佳等问题,通过层层自组装法将阳离子聚丙烯酰
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含油污水的分离净化是全球性的科学难题之一。目前大多数用于油水分离材料具有制备过程繁琐、稳定性差、抗污性能不佳等缺点,这些缺点限制了油水分离膜的广泛应用。本文以金属筛网为基底,对表面形貌和化学成分进行设计和调控,成功制得两种性能优异的油水分离膜,实现了油水混合物体系的高效分离。本文的主要工作如下:（1）针对油水分离膜制备工艺复杂、化学稳定性较差、耐油污性能不佳等问题,通过层层自组装法将阳离子聚丙烯酰胺（PAM）和亲水SiO2纳米粒子沉积在铜网表面,制得超亲水/水下超疏油滤膜。通过沉积次数来调控PAM/SiO2涂层的粗糙度,并利用海藻酸钠增强PAM/SiO2涂层与铜网基底之间的附着力。经过自组装改性后,铜网表面水下油的接触角为154.32°,吸水率为33.52%。在酸、盐溶液和有机溶剂中分别浸泡12小时后,滤膜依然保持良好的水下超疏油性能和较高的分离效率,适用于复杂环境下的油水分离。该滤膜的制备过程简单,成本低廉,不会对环境造成二次污染,具有良好的应用前景和价值。（2）通过化学刻蚀法和自组装法相结合制备出具有超低黏附的水下超疏油铜网,先是通过简单的刻蚀处理在铜网表面构筑微纳粗糙结构,再将壳聚糖和埃洛石纳米管构筑的亲水涂层（CS/PSS-HNTs）修饰在粗糙的铜网表面。并探究了刻蚀液浓度、刻蚀时间和自组装改性对铜网表面形貌和润湿性的影响。经过刻蚀和修饰后水在表面的接触角为0°,水下油接触角高达155.19°,滚动角为2.5°,滤膜在水下对油的黏附力极低。CS/PSS-HNTs涂层修饰的铜网具有良好的耐盐、耐碱性和机械稳定性,在碱性和盐溶液中能保持长时间的超疏性,经过沙子冲击后对正己烷/水混合物的分离效率仍高于96%。（3）使用6种油水混合物（正己烷/水、二氯甲烷/水、石油醚/水、异辛烷/水、煤油/水、食用油/水）测试上述两种铜网的油水分离性能,两种铜网对大部分浮油/水混合液具有较高的分离效率。对正己烷/水混合物进行20次分离后,两种铜网的分离效率均在96.5%以上。两者的耐油压均在1.4 KPa以上,膜通量在4000 L/（m~2·h）以上,可满足多种不同场合的油水分离需求。通过对比和分析两者的性能可得知,PAM/SiO2涂层修饰铜网的分离效率更高,可循环使用性能更强,而CS/PSS-HNTs涂层修饰的铜网具有更高的耐油压和膜通量。两种滤膜在应用性能上各有优劣,在实际使用中可根据分离需求选择相应的滤膜,实现油水混合物体系的高效分离。
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