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近年来,工业含油废水的大量排放、石油泄漏事故的频繁发生,严重危害人类健康,破坏人类赖以生存的水源环境迫切需要开发一种有效的油水分离技术。目前采用较多的超疏水超亲油材料由于水的比重较大,易阻碍油水分离的进行,且残留的油污容易造成材料的污染,很难实现高效稳定的油水分离。新型亲水疏油网膜材料在空气亲水、在水下表现出疏油性质,并且对油表现出低粘附力,有效防止了油污对材料的污染,实现了高效率、高稳定性、抗污染、低能耗的油水分离。本论文在这一背景下,以不锈钢丝网为基底材料,利用本身具有亲水性的氧化石墨烯、壳聚糖等复合材料作为涂层,制备具有水下疏油的网膜材料,实现油水的真正分离。主要研究内容如下: (1)氧化石墨烯/二氧化硅(GO/SiO2)复合纳米材料改性的超亲水水下高疏油网膜的制备及油水分离性能测试。通过层层自组装的方法,以不锈钢丝网为基材,GO/SiO2复合纳米材料为涂覆剂,通过简单的浸涂涂装法成功制备了空气中超亲水水下高疏油的油水分离膜,并采用扫描电镜、透射电镜、接触角测定仪等现代测试手段对网膜材料的结构、形态特征和表面润湿性进行研究,测试了网膜的油水分离效果、耐腐蚀性、循环使用性以及网膜的抑菌性能。结果表明,该网膜在空气中水的接触角接近0o、水下油(氯仿)的接触角为143o,表现出超亲水水下高疏油的性质。对不同种类的油水混合物(食用油和工业用油)分离率均大于99%,在强酸、强碱、高盐等恶劣条件下,该网膜仍具有很好的稳定性。循环使用10次后,网膜的油水分离效率仍能达到90%以上。更为重要的是,该网膜具有一定的抑菌性能。 (2)氧化石墨烯/壳聚糖复合材料改性的亲水/水下超疏油网膜材料的制备及油水分离性能测试。以氧化石墨烯/壳聚糖复合材料为涂覆剂,以聚乙烯亚胺(PEI)为改性剂,成功制备了空气中亲水水下超疏油的网膜材料,考察了其油水分离性能。结果表明,该网膜在空气中水的接触角10o左右,在水下对油(氯仿)的接触角大于150o,证实了网膜具有亲水水下超疏油性能。该网膜对不同种类的油水混合物(食用油和工业用油)分离率均大于99%。 (3)壳聚糖/氧化锌复合材料改性的亲水水下疏油网膜材料的制备及油水分离性能测试。金属氧化物具有成本低、环境友好等特点而备受研究人员的关注。将壳聚糖和氧化锌通过超声波分散、磁力搅拌等制备复合材料。利用浸涂涂装法制备了空气中亲水水下疏油的网膜材料,并测试了其油水分离性能。结果表明,该网膜具有亲水水下超疏油性能,对不同种类的油水混合物(食用油和工业用油)分离率均大于99%。