功能吸附材料的制备及其在油水分离中的应用
文献类型:学位论文
作者 | 王延华 |
答辩日期 | 2021-06-01 |
文献子类 | 硕士 |
授予单位 | 中国科学院过程工程研究所 |
导师 | 叶树峰 and 王建强 |
关键词 | 多孔聚合物,改性蒙脱石,选择性吸附,化学破乳,油水分离 |
英文摘要 | 含油废水具有排放量大、COD值高、难处理等特点,释放到环境中会导致生态破坏,严重威胁人身健康,油水分离已经成为行业内亟待解决的共性难题。本文针对不同油水体系,制备了多孔聚碳酸酯整体式吸附剂和蒙脱石基复合破乳剂,通过吸附结合破乳的方法,实现了对浮油废水和水包油型乳化液的油水分离。通过非溶剂诱导-热致相分离的方法制备了ZIF-8改性聚碳酸酯多孔整体式复合吸附剂(Z8/PC整料),实现对浮油废水的分离;通过柱撑-有机接枝的方法制备了蒙脱石基复合破乳剂(QATMt),实现对水包油型乳化液的油水分离。本研究主要结果如下:(1)不同油水体系特征研究。对不同油水体系的特征进行了系统研究,包括油水状态、油滴粒径、形成过程、表面电位和分离方法等。研究发现,浮油适合采用富集回收的方法,而乳化液更适合采用化学破乳的方法,在此基础上,分别配制了具有代表性的模拟浮油废水、油包水型乳化液和水包油型乳化液,对吸附和破乳复合材料的制备奠定了基础。(2)ZIF-8改性聚碳酸酯多孔整料的制备及性能研究。采用非溶剂诱导-热致相分离的方法制备了超疏水/超亲油ZIF-8改性聚碳酸酯多孔整体式材料,对Z8/PC整料的疏水性、物相、结构和形貌进行了分析测试,同时研究了其对模拟浮油、油包水型乳化液吸附影响因素和吸附机理。结果表明,Z8/PC整料具有微纳米分级结构和超疏水性表面(154.25°),ZIF-8的改性显著优化了纯聚碳酸酯多孔材料的内部结构和表面浸润性。当ZIF-8添加量为2 wt%时,对柴油的平衡吸附容量可达8.10 g·g-1,吸附机理更符合准二级动力学模型。羧甲基纤维素钠可显著提高Z8/PC整料的抗压强度,但吸附容量随其添加量的增加而下降。此外,Z8/PC多孔整料具有良好的耐酸碱性和机械强度,可通过离心或蒸发的方法实现循环再生。(3)蒙脱石基复合破乳剂的制备及性能研究。采用TiO2对蒙脱石层间进行柱撑,增大其比表面积;进而使用3-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)对TiO2柱撑的蒙脱石进行有机改性,提高复合材料在水包油型乳化液中的分散性;最后,利用席夫碱反应,使用戊二醛将季铵化壳聚糖接枝APTES,大幅增加复合破乳剂的表面电位。对复合破乳剂的热稳定性、物相、形貌和结构进行了分析测试,同时研究了QATMt对水包油型乳化液破乳的影响因素和破乳机制。结果表明,破乳率随季铵化壳聚糖负载量、破乳剂添加量、破乳时间的增加而提高,在中性条件下破乳性能最佳。当破乳剂的RQ/M = 0.15,添加量为1.50 g·L-1,中性条件下破乳2 h,可实现96%以上破乳率,破乳机理主要包括静电絮凝作用和吸附作用。此外,可通过1.0 mol·L-1的NaOH溶液实现复合破乳剂的循环再生。 |
语种 | 中文 |
源URL | [http://ir.ipe.ac.cn/handle/122111/60893] ![]() |
推荐引用方式 GB/T 7714 | 王延华. 功能吸附材料的制备及其在油水分离中的应用[D]. 中国科学院过程工程研究所. 2021. |
入库方式: OAI收割
来源:过程工程研究所
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