摘要
具有特殊浸润性的油水分离材料解决了传统油水分离材料和方法的选择性差、效率低、能耗高等问题，有着广泛的应用前景而引起广泛关注。针对大型船舶所排放的大量含油污水(其中包括汽车油轮的压舱水,洗涤清洁剂产生的废水以及船舶舱底污染物等)和频繁发生的海洋漏油事故，迫切需要开发更高效的特殊浸润性油水分离材料。在此研究背景下，本文通过采用表面自组装方法，通过加入不响应分子及控制单体比例，实现了有机硅纳米结构的均匀性、大面积制备的控制。并且从表面化学组成和表面微观结构两方面研究了该有机硅表面的油水分离性能，探究了该表面分离表面活性剂稳定的乳化油的油水分离机理。本文主要内容如下： （1）采用在甲基三氯硅烷中引入不响应的正辛基三氯硅烷（较长的烷基链由于空间效应而无法生成任何纳米结构），并且控制两种单体比例，通过自组装方法在平滑硅基底表面上制备了纳米结构均匀且实验重复性良好的有机硅超疏水表面。研究表明，在无水条件下，表面产生离散的纳米突起粗糙结构而达到了超疏水性，突破了仅用甲基三氯硅烷制备的表面只能达到疏水状态的限制。在痕量水条件下，表面形成均匀的三维网状纳米结构，解决了仅用甲基三氯硅烷制备的超疏水表面纳米结构均匀性差、可重复性差的问题，大大扩展了甲基三氯硅烷超疏水化的应用范围。 （2）在此基础上，采用控制甲基三氯硅烷和正辛基三氯硅烷混合单体中的两者比例，在聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）多孔纤维膜上制备了纳米结构均匀的有机硅超疏水表面，并测试了其在含有表面活性剂的“水包油型”乳液的分离效果。研究表明，PET膜表面的亲疏水性影响表面活性剂的吸附形式，同时纳米结构增大了比表面积进而增大表面活性剂的吸附位；吸附在表面上的表面活性剂又反过来造成PET膜表面对水的浸润性转变，因此纳米结构均匀的超疏水PET膜能够高效分离表面活性剂稳定的“水包油型”乳液。
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