【摘 要】
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近年来,我国在交通运输、机械制造、石油开采等领域有着迅猛发展,经济总量增大、居民生活水平提高的同时,每年数百万吨的废油排放对生态环境与人类健康造成了巨大威胁。当下,对废油逐步净化和精炼,被认为是实现其再生的一种可行且环保的方案,对乳化废油中微量水分的去除是其关键一环。但是乳化废油因粘度高、含水量低、液滴尺寸小、稳定性高等特点,导致重力分离、磁分离、撇油、选择性吸附等传统处理技术的分离效率较低。因此
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近年来,我国在交通运输、机械制造、石油开采等领域有着迅猛发展,经济总量增大、居民生活水平提高的同时,每年数百万吨的废油排放对生态环境与人类健康造成了巨大威胁。当下,对废油逐步净化和精炼,被认为是实现其再生的一种可行且环保的方案,对乳化废油中微量水分的去除是其关键一环。但是乳化废油因粘度高、含水量低、液滴尺寸小、稳定性高等特点,导致重力分离、磁分离、撇油、选择性吸附等传统处理技术的分离效率较低。因此,开发更高效的油水分离材料和技术,对实现乳化废油的资源化利用,有着积极的促进作用。本文首先通过乙二胺四乙酸（EDTA）诱导Mg2+和SO42-结晶,成功合成单分散硫酸镁微米颗粒（Mg SO4·1.25H2O,MSH）。一方面,针对含10 mg/m L水的乳化变压器油,添加16.0 g/LoilMSH可去除95.56%的水分,提高添加量或分离温度可进一步提高水水分离效率至98.74%。且MSH颗粒吸水后尺寸从4.1μm膨胀至40μm,易于从油中分离。与此同时,MSH具可循环利用性,初步估算处理每立方乳化油成本为733.68元,低于目前报道的其他材料。另一方面,机理探讨发现,MSH的优异除水功能来自其常温下的晶格重排,即从乳化油中捕获水分并将其固定于MSH晶格间隙,实现了对乳化废油的高效分离。尽管MSH颗粒材料具较高水分离效率,但因颗粒分散性较强而导致油相中Mg2+的少量残留等问题还需进一步解决。因此,考察到膜材料因制备简便、稳定性强,在分离过程中能耗低且无二次污染等优点,开展了进一步的研究。以工业氧化铝管状膜为基材,通过4种不同碳链长短与氟化程度的硅烷修饰陶瓷膜,调控其表面润湿性实现亲水到疏水的转化,并通过分析多种硅烷的修饰特性,构建用于高效分离油包水乳液的亲油膜。C10-F作为所用硅烷中碳链最长、氟化程度最高的硅烷,修饰后水、油接触角分别为（155.78±6.34）°、（135.1±3.1）°,具双疏性;而C3-F作为短链且氟化程度适中的硅烷,修饰后水、油接触角分别为（111.51±2.25）°、（76.94±3.08）°,呈现出理想的亲油疏水性,并在压力驱动下分离无表面活性剂（Span 80）稳定的1:1（v/v）油水乳液与Span 80稳定的油包水乳液中,其通量和水截留率均有最佳表现,这为改性陶瓷膜在油水分离中的应用提供了参考。本文的研究工作为深入研究工业乳化废油的提纯净化提供了新的策略和材料,积极推进我国工业废油的绿色高效资源化回用进程,符合国家节能环保战略需求。
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