【摘 要】
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膜分离技术具有分离效率高、成本低、能耗低等优点,广泛用于油水混合物分离技术研究。与传统膜制备方法相比,静电纺丝技术具有高孔隙率、高渗透压、多级粗糙结构和多孔结构、可控的膜厚度等优势。在油水分离膜制备方面具有很广阔的应用前景。首先,本文通过对比传统的非溶剂相转化法（NIPS）、静电纺丝技术和静电纺丝加湿技术制备聚偏氟乙烯（PVDF）膜,研究了制膜方法对膜性能的影响。采用扫描电镜（SEM）,傅里叶红外
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膜分离技术具有分离效率高、成本低、能耗低等优点,广泛用于油水混合物分离技术研究。与传统膜制备方法相比,静电纺丝技术具有高孔隙率、高渗透压、多级粗糙结构和多孔结构、可控的膜厚度等优势。在油水分离膜制备方面具有很广阔的应用前景。首先,本文通过对比传统的非溶剂相转化法（NIPS）、静电纺丝技术和静电纺丝加湿技术制备聚偏氟乙烯（PVDF）膜,研究了制膜方法对膜性能的影响。采用扫描电镜（SEM）,傅里叶红外光谱（ATR-FTIR）,水接触角,孔径等对膜进行表征,并通过煤油与水的混合物模拟含油污水来测试膜分离性能。结果表明,在铸膜液组成相同的情况下,静电纺丝技术与静电纺丝加湿技术相比NIPS法,制备的PVDF膜具有更高的机械强度,膜通量高达462.76L/（m~2*h）,分离效果99.55%以上。为了进一步地提高膜的分离效率。我们改变铸膜液的组成,在PVDF溶液中加入硅橡胶（PDMS）,再通过静电纺丝工艺制备出PVDF-PDMS纳米纤维膜。通过对膜进行系统表征,探究PDMS浓度对膜结构及性能的影响。研究结果表明,PVDF-PDMS纳米纤维膜空气中的水接触角达到150°以上。膜通量高达1827.80L/（m~2*h）,油水分离效率也高达99.50%,明显高于之前制备的PVDF膜。最后,采用静电纺丝加湿的技术制备PVDF-PDMS纳米纤维膜,通过将水蒸气喷射到静电纺丝接收器上,调节操作环境的湿度,制备PVDF-PDMS纳米纤维膜并进行表征测试。研究了环境湿度对膜结构及性能影响。结果表明,随着湿度增加,膜纤维由松散杂乱的结构变得紧密黏连的整体,膜拉伸强度增强达到5210k Pa。膜的水接触角均达到125°以上。在油水分离应用中,膜分离效率能达到99%以上,渗透通量901.41L/（m~2*h）。略小于未加湿条件下制备的PVDF-PDMS纳米纤维复合膜。上述结果表明,电纺的PVDF-PDMS纳米纤维膜油水分离方面效果显著,有很大的前景。
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