【摘 要】
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在石油工程领域,由于海洋运输及海上钻井平台泄漏等导致的环境污染问题日益严重,如何对海洋溢油事故进行处理是当今油田化学领域的热点问题之一。制备疏水亲油吸附材料是解决这一问题的有效途径,但当前用于海洋溢油事故的材料均有一定缺点,诸如分离效率低,可回收性能差,可能会造成二次污染等。基于此,对碳海绵和三聚氰胺海绵的改性进行深入的研究。使用常压和带压法及Pickering乳液法制备了三种碳海绵,再利用聚二甲
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在石油工程领域,由于海洋运输及海上钻井平台泄漏等导致的环境污染问题日益严重,如何对海洋溢油事故进行处理是当今油田化学领域的热点问题之一。制备疏水亲油吸附材料是解决这一问题的有效途径,但当前用于海洋溢油事故的材料均有一定缺点,诸如分离效率低,可回收性能差,可能会造成二次污染等。基于此,对碳海绵和三聚氰胺海绵的改性进行深入的研究。使用常压和带压法及Pickering乳液法制备了三种碳海绵,再利用聚二甲基硅氧烷（PDMS）对碳海绵改性,制备得到疏水亲油的碳海绵,其中常压制备的碳海绵命名为A-1,PDMS改性常压制备的碳海绵命名为A-2,带压制备的碳海绵命名为B-1,PDMS改性带压制备的碳海绵命名为B-2,Pickering法制备的碳海绵命名为GA,PDMS改性Pickering法制备的碳海绵命名为PDMS/GA。以三聚氰胺海绵（Melamine Sponge以下简称MS）经过PDMS改性后得到疏水海绵命名为PDMS@MS,经盐酸多巴胺自聚反应、成功接枝纳米Fe3O4颗粒得到海绵命名为Fe3O4/MS,经PDMS改性后得到超疏水磁性三聚氰胺海绵命名为PDMS@Fe3O4/MS。主要工作如下:通过95°C水热法及180°C Pickering乳液法制备碳海绵,再经PDMS改性不同方法制备碳海绵,并对其进行X射线衍射（XRD）、红外图谱（FT-IR）、扫描电镜（SEM）及接触角（油、水）分析。碳海绵A-1、A-2、B-1、B-2、GA及PDMS/GA疏水角分别为:71.9°、115.7°、81.2°、126.4°、81.3°及134.4°。经PDMS改性后疏水性能均得到提升。并对制备的A-2,B-2和PDMS/GA的吸油性能进行评价,PDMS/GA吸油性能最佳,对玉米油、0号柴油等多种油类具有良好的吸附性能,五次循环后吸附量仍可达到10 g/g左右。以三聚氰胺海绵为基底,利用纳米Fe3O4和PDMS改性,得到超疏水三聚氰胺海绵（PDMS@MS及PDMS@Fe3O4/MS）,并对其进行XRD、FT-IR、SEM及接触角分析。两种海绵对水的接触角分别为128.5°及150.9°。并对超疏水三聚氰胺海绵的吸油能力进行评价,PDMS@MS对多种油品吸附能力均大于14.54g/g,但其吸油速率及选择吸附性较差。接枝纳米Fe3O4的PDMS@Fe3O4/MS具有磁性和更好的选择吸附能力,同时对多种油品的吸附能力最低有12.30 g/g。两种海绵均具有重复使用能力,在经过20次循环后,PDMS@Fe3O4/MS最高仍能吸附自身8.34倍的油品。实验结果表明,通过PDMS对碳海绵及三聚氰胺海绵进行疏水改性可以增加海绵对油品的选择吸附性能,增大吸油速率以及海绵的疏水能力,接枝纳米Fe3O4也会增加海绵的疏水性能及磁性。海绵改性机理是基于Young方程,通过接枝疏水基团降低固体表面能来增大接触角。为制备用于海洋溢油事故疏水材料改性方法提供了新的研究方向。
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