超疏水油水分離膜與破乳膜可行性發(fā)展

超疏水油水分離膜與破乳膜可行性發(fā)展

????采用具有多層復(fù)合結(jié)構(gòu)的超疏水油水分離膜與具有立體纖維狀結(jié)構(gòu)的疏水破乳膜對水包油型乳化液進(jìn)行先破乳再分離的組合實(shí)驗(yàn)研究，采用不同基底的超疏水油水分離膜對油包水型乳化液進(jìn)行分離實(shí)驗(yàn)研究得到以下結(jié)論:

??????(1)將PPS-PTFE按不同比例混合，采用多層復(fù)合噴涂一高溫塑化的方式制備超疏水油水分離膜，對其表面PTFE的硬度進(jìn)行測試，測得其耐鉛筆硬度為4H;對分離膜的附著力進(jìn)行測試，其測試結(jié)果為0級;將網(wǎng)膜浸入濃硫酸、濃鹽酸、濃硝酸、氫氟酸、氨水、丙酮等溶劑浸泡60天，得知其具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性。

??????(2)在制備的超疏水分離膜表面壓制燒結(jié)PTFE脫脂薄膜，制備出具有疏水特性的破乳膜;通過接觸角測量儀測量超疏水分離膜的接觸角達(dá)到156. 3°，破乳膜的接觸角在133°左右，柴油在超疏水分離膜與破乳膜上的接觸角都接近0°。通過電鏡掃面照片得知超疏水網(wǎng)膜表面是由微納米級球狀顆粒組成的，破乳膜表面具有納米級纖維狀拉絲結(jié)構(gòu)，絲與絲之間的距離約為2μm。

??????(3)對破乳膜的破乳過程進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究，對于破乳后下層水中含油量采用紫外分光光度計(jì)的方法進(jìn)行測量。首先對破乳膜的通量進(jìn)行研究，由于膜污染的存在在破乳起始階段膜通量在快速下降，在15min后達(dá)到穩(wěn)定;同時(shí)考察了壓力的影響，增加壓力能顯著的提升膜通量，但是會(huì)使破乳膜的破乳效率下降;采用正交實(shí)驗(yàn)的方法，對破乳壓力、破乳膜厚度以及原料液的水中含油量進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)破乳壓力、膜厚對分離有顯著的影響而初始含油量對其影響不顯著;在破乳壓力為40KPa的條件下，采用0.4毫米的破乳膜對初始油含量為2wt%的混合物進(jìn)行破乳研究，破乳所得下層水溶液中油含量為7.9mg/L 。

????(4)文中采用自制的實(shí)驗(yàn)裝置，對油水混合物進(jìn)行先破乳再分離的組合實(shí)驗(yàn)研究?？疾炝嗽弦撼跏己土亢头蛛x時(shí)間對分離過程的影響，初始油含量的增加會(huì)使分離所得水中含油量有一定的增加，但是當(dāng)初始含油量超過2wt%時(shí)其影響可忽略;隨著實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行，分離所得水中含油量在逐漸的增加，實(shí)驗(yàn)進(jìn)行30min后水中含油量達(dá)到穩(wěn)定。實(shí)驗(yàn)測得初始含油量為0.5wt%，在膜厚為0.3mm的破乳膜的作用下所得的水中含油量為8.4mg/L。

????(5)本文對分離機(jī)理與破乳機(jī)理進(jìn)行了討論，對于分離過程存在著臨界壓力，當(dāng)壓力高于臨界壓力時(shí)混合液中的水與油同時(shí)流過網(wǎng)膜對分離過程不利，因此對于分離過程其壓力應(yīng)控制在臨界壓力以下;對于破乳過程其壓力要高于臨界耐水壓使球型乳化液破壞，但是當(dāng)壓力過高時(shí)破乳效率下降。同時(shí)對破乳過程進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算所得流速為5.8X 10-4m·s-1與實(shí)驗(yàn)測得6.25 X 10-4m·s-1的流速相近。

????(6)本實(shí)驗(yàn)采用自制的簡易裝置，運(yùn)用不同孔徑的超疏水油水分離膜對油包水型乳化液進(jìn)行分離實(shí)驗(yàn)研究，采用卡爾費(fèi)休測水法對油中含水量進(jìn)行測量?？疾炝嗽诓僮鲏毫?KPa，原料液含水量為2wt%的條件下的處理量隨時(shí)間的變化，分離開始時(shí)通量下降較快，隨著時(shí)間的推移其下降逐漸平緩，在20min后達(dá)到穩(wěn)定。同時(shí)研究了分離時(shí)間、分離膜孔徑、操作壓力以及原料液的初始含水量對分離結(jié)果的影響，隨著分離時(shí)間的增加，分離所得含水量下降，在20min后達(dá)到穩(wěn)定;初始水含量在減少使所得油溶液的水含量降低，但影響較小;超疏水油水分離膜的孔徑越小其分離效果越好;對于分離過程存在臨界壓力，在臨界壓力以內(nèi)分離后的油中含水量隨壓力增加較小，在臨界壓力以上分離效果與分離壓力成類線性關(guān)系;1300目超疏水分離膜在2KP。的壓力下，初始含水量為2wt%原料液的分離效率在99.75%以上，所得油中含水量最少為242mg/L。

????本文測試了超疏水油水分離膜與破乳膜的各方面性質(zhì)，并在理論方面驗(yàn)證了其對油水分離的可行性。同時(shí)使用超疏水分離膜與破乳膜對水包油型乳化液進(jìn)行了先破乳在分離的組合實(shí)驗(yàn)研究;同時(shí)本文還考察了不同孔徑的超疏水分離膜對連續(xù)相為油的油水乳化液的分離情況，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明其具有較高的分離效率;但由于時(shí)間問題在許多方面需要進(jìn)一步改善，例如改進(jìn)分離裝置，對分離過程進(jìn)行放大實(shí)驗(yàn)以及考察網(wǎng)膜對粘度更高的油質(zhì)的分離效果等，希望以后的研究者能夠更加深入的研究，為油水分離膜與破乳膜的工業(yè)???做出貢獻(xiàn)。

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