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1、用于油水分离的超润湿纤维膜的设计和制造,CONTENTS,目 录,01,研究背景,研究背景,研究背景,膜分离优点,环境友好，常温操作,简单易操作,选择性多，可以分离复杂的油水混合物,研究背景,膜分离的工作原理,根据表面孔径分类,M.Padaki et al./Desalination 357(2015)197207,根据膜分离材料的组成，可分为三大类：,研究背景,Nature.NPG Asia Materials(2014)6,e101;doi:10.1038/am.2014.23,纤维基膜的分类,优点,多种纤维素可以选择,产生的孔洞可以选择性分离油水混合物,比表面积大有利于微尺度或纳米尺度粗
2、糙度结构的构建和润湿性改性,研究背景,Chemical Engineering Journal 364(2019)292309,02,纤维基膜在油/水分离中的优异性能,超疏水/超亲油特性,超亲水/水下超疏油润湿性,Janus润湿性,智能润湿性,纤维基膜特性,高静态水接触角（150）和低滑动角（10）,超亲水性显示出与超疏水相反的润湿现象，是由Toto有限公司研究所于1955年发现的。,广义的Janus膜：膜两侧具有不同性质的分离膜狭义的Janus膜：必须要求膜两侧有着相反的性质。,润湿性可控的智能表面在外部条件（光照、电场、热等）的刺激下，润湿特性可发生可逆转变。,Lotus Effect,两
3、步法溶胶凝胶法制晶种膜,优先C轴取向,一步法制造超疏水纤维素/双氢氧化物（LDH）层状膜,分层粗糙结构,J.Am.Chem.Soc.,126(2004),pp.62-63Chem.Eng.J.,328(2017),pp.117-123,超疏水/超亲油特性,油接触角（OCA）高达156.11.8,油滴定向（头尾）滚动,软光刻合成鳕鱼皮肤的复制表面,Adv.Funct.Mater.,24(2014),pp.809-816,超亲水/水下超疏油润湿性,制备流程,PANEN侧 高效水包油乳液分离CNT侧 高效油包水乳液分离,Janus润湿性,Carbon,115(2017),pp.477-485,CO2
4、作为触发剂来调节表面超亲油性和超疏油性,适用于己烷、石油醚、正庚烷等,智能润湿性,Angew.Chem.Int.Ed.,54(2015),pp.8934-8938,03,分类及合成方法,纤维基膜,无 机,有 机,金属网状膜,图.金属网状膜的SEM图像,2004年 Lei Jiang 首次制备油水分离金属网状膜,Angew.Chem.Int.Ed.116(2004)20462048.,碳纳米管膜,Adv.Mater.25(2013)24222427.,图.SEM图像,图.宏观图像,2013年 Zhun Shi 成功制备超薄自支撑多壁碳纳米管网络膜,氧化物纤维膜,Separ.Purif.Techn
5、ol.75(2013)243248.,2013年 Zhou等 成功制备纳米ZrO2包覆商用Al2O3微滤膜,图.TEM图像,自然纤维基膜,2014年 Cortese等 制备了一种类金刚石碳涂层棉织物膜,J.Mater.Chem.A 2(2014)67816789.,图（a）原始的；（b）10min氧气等离子体处理；（c）类金刚石碳涂层沉积后的棉织物纤维,静电纺丝纤维膜,J.Mater.Chem.A 2(2014)1013710145.,04,总结展望,厚度，润湿性，孔径，分离效率和分离助熔剂之间的关系是需要解决的重要问题,处于实验阶段，推广到实际应用,纤维基材的机械稳定性较差,重油对分离材料的污染,总结展望,Thank You！,
