水下超疏油PVDF基底濾膜的制備及油水分離性能研究

水下超疏油PVDF基底濾膜的制備及油水分離性能研究

1.引言

近年來(lái)，隨著油水污染的日益嚴(yán)重，研發(fā)高效的油水分離技術(shù)變得尤為重要。以濾膜技術(shù)為核心的油水分離技術(shù)由于其高效、低能耗和環(huán)境友好的特點(diǎn)，開(kāi)始受到廣泛關(guān)注。其中，水下超疏油濾膜作為一種重要的分離材料，因具備超高疏油性能而備受關(guān)注。本文將對(duì)一種基于聚偏氟乙烯（Polyvinylidenefluoride，PVDF）基底的水下超疏油濾膜的制備方法及其油水分離性能進(jìn)行研究。

2.實(shí)驗(yàn)材料與方法

2.1材料

本實(shí)驗(yàn)中所用的PVDF膜材料為先進(jìn)功能材料公司所提供的PVDF基底濾膜。

2.2實(shí)驗(yàn)方法

2.2.1濾膜制備

首先，將PVDF濾膜放入濃硝酸（HNO3）溶液中進(jìn)行表面氧化處理，采用酸洗的方法使濾膜表面形成一層氧化層。接著，將氧化后的濾膜置于含有乙酸乙腈（Acetone）和二氧化鈦（Titaniumdioxide，TiO2）的溶液中，通過(guò)擴(kuò)散沉積的方法，在濾膜表面形成一層納米柱。最后，將納米柱覆蓋的濾膜經(jīng)過(guò)熱壓處理，使其表面更加致密光滑。

2.2.2分離性能測(cè)試

使用實(shí)驗(yàn)室自行設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)裝置對(duì)所制備的超疏油濾膜進(jìn)行油水分離性能測(cè)試。實(shí)驗(yàn)裝置由濾膜模塊、水箱、油箱以及采樣瓶組成。首先，在實(shí)驗(yàn)開(kāi)始前將裝置中的所有部件進(jìn)行徹底清洗，確保無(wú)任何污染物殘留。然后，將液體污染物（例如機(jī)油）與清水分別注入油箱和水箱，通過(guò)管道將兩種液體引入濾膜模塊。在一定時(shí)間間隔內(nèi)，取出濾膜模塊后，使用電子顯微鏡觀察濾膜的疏油性能及濾膜表面的油水分離情況，并記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

3.結(jié)果與討論

經(jīng)過(guò)制備的水下超疏油PVDF基底濾膜具備了優(yōu)異的油水分離性能。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，無(wú)論是在靜態(tài)還是動(dòng)態(tài)狀態(tài)下，濾膜都能有效地實(shí)現(xiàn)油水分離。通過(guò)電子顯微鏡觀察，可以看到濾膜表面的納米柱結(jié)構(gòu)能夠阻止油滴穿過(guò)濾膜，從而達(dá)到油水分離的效果。此外，由于PVDF材料的超疏水性質(zhì)，濾膜表面自帶自潔能力，能夠減少濾膜表面的污染和堵塞現(xiàn)象，因此能夠保持較長(zhǎng)時(shí)間的高分離效率。

4.結(jié)論

本文研究了一種基于PVDF基底的水下超疏油濾膜的制備方法及其油水分離性能。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，所制備的超疏油濾膜具備優(yōu)異的油水分離性能。此種濾膜能夠有效地阻止油滴穿過(guò)濾膜，并具備自潔能力，能夠保持較長(zhǎng)時(shí)間的高分離效率。該研究為進(jìn)一步改進(jìn)和應(yīng)用水下超疏油濾膜技術(shù)提供了實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)，并對(duì)環(huán)境污染治理具有重要意義。然而，一些問(wèn)題仍需進(jìn)一步研究，例如濾膜的性能穩(wěn)定性和成本效益等綜上所述，本研究成功制備了基于PVDF基底的水下超疏油濾膜，并驗(yàn)證了其優(yōu)異的油水分離性能。該濾膜通過(guò)納米柱結(jié)構(gòu)阻止油滴穿過(guò)濾膜，同時(shí)具備自潔能力，能夠保持長(zhǎng)時(shí)間的高分離效率。該研究為水下超疏油濾膜技