Janus复合织物制备及其含油废水净化性能研究

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全球经济的发展带动石油资源的开发利用,海洋原油的运输所带来的石油泄露危机日益严重。泄露的石油漂浮在海面上造成海水污染,含油废水严重威胁生态系统和人类生存的安全。含油废水来源十分广泛,除了海洋原油泄露,还有许多工业产业,例如:石油矿石、纺织、食品、机械加工等,如何处理含油废水是一个棘手的问题。相比较传统的燃烧、填埋等方式,近些年科学家在不断尝试新的工艺,Janus多孔材料的出现给分离含油废水带来新的突破。由于Janus多孔材料的两面具有不同性质,为分离含油废水时提供了更多选择,在油水分离领域占有重要的地位。本文中制备的Janus复合织物除实现油水分离外,还可以用于有机物降解,其具体研究结果如下:1)本文以棉织物为基底,利用正十八烷基三乙氧基硅烷(ODS)疏水改性、KMn O4氧化及化学浴沉积(CBD)处理,制备了不对称润湿性Janus复合织物。实验结果表明,KMn O4氧化对纳米阵列材料生长具有重要影响,增加氧化时间可以加快水的单向传输。采用上述通用的方法用于制备不同类型的Janus复合材料。2)以沉积Co(CO3)0.5OH·0.11H2O纳米针阵列的Janus复合织物为例,通过预润湿及突破处理后能显著提高流体的通量,相比较原始织物水和油渗透通量分别提高了112.5%和214.5%。由于Janus材料的不对称润湿性,可实现重油-水和轻油-水混合物的分离,且两者分离效率均在98.0%以上,经20次循环实验后,Janus复合织物的水和油通量没有明显改变。3)为了研究Janus复合织物对有机废水净化的可行性,采用CBD过程获得的Co(CO3)0.5OH·0.11H2O沉淀进行罗丹明B(Rh B)催化降解。实验结果表明:p H值、过一硫酸盐(PMS)与催化剂含量对Rh B降解有显著影响。将Rh B的水溶液添加到含有Janus复合织物的分离装置时,可以快速获得无色溶液。图[34]表[3]参[114]
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