三维纳米纤维疏水海绵的制备及吸附性能研究

来源 :北京化工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:sibsiufeuhfhkshu
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全球范围内石油泄漏事故频发,严重影响着环境与人类的身体健康,因此必须及时对泄漏到水中的油污进行处理,防止其对环境和人类带来更大的灾难。选取物理吸附法对水中油污进行治理,不仅不会产生二次污染,而且回收后还可以将油污进行二次利用,最为经济、有效。本文通过结合静电纺丝工艺与冷冻干燥技术,选取醋酸纤维素(CA)和聚环氧乙烷(PEO)为原料制备了一种三维纳米纤维疏水海绵,由于其同时具有优秀的对油品的吸附容量以及压缩回弹性能,可用于水中油污的吸附回收。  本文选用醋酸纤维素和聚环氧乙烷作为三维纳米纤维海绵的骨架材料,通过静电纺丝工艺制得纳米纤维膜,用热处理的方式对纳米纤维膜进行预交联,后经过分散、冷冻干燥过程将纳米纤维重组,获得亲水的纳米纤维海绵。再利用甲基三氯硅烷在气相环境中对纳米纤维海绵进行疏水改性,同时利用甲基三氯硅烷的聚合反应对纳米纤维进行二次交联,得到稳定的三维网络结构,最终实现纳米纤维海绵的压缩后高度可回弹。通过对改性剂用量的调整,纳米纤维海绵的水接触角达到135°,压缩强度达到2.80kPa,压缩循环50次后形貌基本维持不变,改性后纳米纤维海绵可以对水中油污进行选择性吸附,对硅油的吸附容量最高可达到自身重量的130倍。此外,利用聚环氧乙烷可以受电子束辐照交联的性质,采用电子束辐照处理纳米纤维膜,取代热处理的方式,进一步提升了纳米纤维海绵的机械性能,在辐照剂量达到60kGy时,纳米纤维海绵的压缩强度达到3.18kPa,同时具有优秀的油吸附性能。
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