PTFE用于分離油水乳液
導(dǎo)讀:本文天津津騰實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司以分離油水乳液的材料作為研究體系，首先從本質(zhì)上分析了油水乳液的形成機(jī)理以及分離原理，強(qiáng)調(diào)了“尺寸篩分”效應(yīng)和膜破乳技術(shù)的重要性
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發(fā)布日期：2019-11-08 17:04【大 中 小】
天津津騰實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司了解發(fā)現(xiàn)在過去的幾十年里，頻繁的石油泄漏事故和不斷增加的工業(yè)含油廢水使得水資源污染問題日益嚴(yán)重，威脅著生態(tài)環(huán)境和人類健康。因此，在排放之前對乳化油水進(jìn)行處理是必不可少的步驟。傳統(tǒng)的分離方法有重力分離、吸附、撇取、空氣浮選、離心、生物處理和電聚結(jié)等，但是上述方法通常只能有效地分離游離油和分散油，而很難分離乳化油，且在分離過程中需要消耗大量能量，分離效率也較低。與傳統(tǒng)的分離技術(shù)相比，膜分離技術(shù)由于具有高效率、低能耗和易操作等特點(diǎn)，已經(jīng)被證明是油水分離最有效的手段之一。
與不混溶的油水混合物相比，由于乳液中添加了乳化劑(又稱表面活性劑)，使得油水乳液的分離更具挑戰(zhàn)。從“尺寸篩分”效應(yīng)的理論上來說，只要是孔徑小于油滴尺寸的膜就能截留住乳化油。但是僅僅靠孔徑來進(jìn)行油水分離是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，因?yàn)閭鹘y(tǒng)的分離膜大多比較疏水，在分離過程中極易被油相或表面活性劑等所污染造成通量下降、分離效率降低等不可挽回的損失。本文天津津騰實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司以油水乳液的分離為中心點(diǎn)，從不同分離材料的基材出發(fā)，對幾種典型的油水分離材料進(jìn)行了綜述研究，并介紹了這些材料近年來在油水分離領(lǐng)域取得的一些重要研究成果，詳細(xì)討論了材料的制備方法、改性手段以及最終的分離性能。同時(shí)，對未來油水分離材料的發(fā)展進(jìn)行了展望。
1用于分離油水乳液的超潤濕材料
1.1聚合物分離膜
天津津騰實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司發(fā)現(xiàn)聚合物膜由于成本低、加工性能好、易保存、孔徑可控、易進(jìn)行化學(xué)改性等優(yōu)點(diǎn)而被較多地應(yīng)用于油水分離領(lǐng)域。其中，聚偏氟乙烯(PVDF)、聚酰亞胺(PI)、聚丙烯腈(PAN)、聚四氟乙烯(PTFE)、聚乙烯三氟氯乙烯(ECTFE)等聚合物常常被用于制備聚合物膜。目前，應(yīng)用于油水乳液分離的基材中大多數(shù)都是聚合物膜材料，經(jīng)過一定的改性處理，賦予其特殊潤濕性能、滲透性能、分離性能以及抗污染性能從而用于油水分離。常見的制備及改性方法有靜電紡絲、貽貝誘導(dǎo)、物理涂覆、物理共混、化學(xué)接枝、相轉(zhuǎn)化法等，也可利用不同方法相結(jié)合來制備膜。除此之外，還有一些商業(yè)性聚合物膜也常常應(yīng)用于油水分離，有些甚至不用改性也能很好地應(yīng)用于油水分離。
2總結(jié)與展望
利用膜技術(shù)來分離油水乳液已經(jīng)得到了廣泛的認(rèn)可，因此吸引了越來越多的研究人員開展這方面的工作。在本文中，我們從根本上分析了乳化油水產(chǎn)生的機(jī)理以及分離機(jī)理，在設(shè)計(jì)和開發(fā)新的材料時(shí)可以遵循這樣的“規(guī)則”。同時(shí)，分離油水乳液的先進(jìn)材料種類也越來越多，從最初的不銹鋼網(wǎng)到現(xiàn)在常見的幾十種材料，都可根據(jù)實(shí)際需要來分離乳液。我們詳細(xì)總結(jié)并討論了最常見的聚合物膜、無機(jī)膜、碳納米基底膜、金屬濾網(wǎng)、棉織物、海綿以及多孔顆粒等分離材料，從材料本身以及合適的改性手段方面介紹了這些材料在油水分離領(lǐng)域的應(yīng)用。
目前報(bào)道過的油水分離材料，處理的幾乎都是純的油水乳液，而鮮有考慮到更復(fù)雜的環(huán)境。天津津騰實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司認(rèn)為事實(shí)上，在實(shí)際的工業(yè)過程和日常生活中產(chǎn)生的真實(shí)油性污水的成分相當(dāng)復(fù)雜。各種污染物(例如各種無機(jī)鹽、表面活性劑、有機(jī)化合物、蛋白質(zhì)和細(xì)菌等)通常都會(huì)與油滴共存。同時(shí)，工業(yè)生產(chǎn)存在的酸、堿、鹽、熱等各種惡劣環(huán)境也會(huì)對其產(chǎn)生重大的影響，在面對如此復(fù)雜的油水系統(tǒng)時(shí)，材料的抗污染性能、分離性能極有可能減弱，這限制了當(dāng)前所報(bào)道的材料在實(shí)際油水分離中的應(yīng)用。因此，開發(fā)新型的超潤濕材料，能在惡劣環(huán)境(強(qiáng)酸性、堿性和鹽性溶液或高溫等)下高效、穩(wěn)定連續(xù)地分離含各種污染物的油水乳液會(huì)是以后的一個(gè)趨勢。雖然能適應(yīng)于實(shí)際油水分離應(yīng)用的先進(jìn)材料很有前景，但它們?nèi)匀惶幱谄鸩诫A段并且非常具有挑戰(zhàn)性。我們希望這篇綜述能夠?qū)φ趶氖掠退橐悍蛛x的研究人員產(chǎn)生啟發(fā)。
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