摘要
近年来，随着经济的高速发展，油品产量需求和运输与日俱增，钻井平台开采、油轮运输、储备以及战争和自然灾害等造成溢油漏油事故频发，不仅造成大量原油资源浪费，而且对海洋生态环境造成巨大威胁。除了溢油漏油事故外，制造业大量含油废水和不溶性有机溶剂的泄漏和排放也威胁着人类的生存环境。目前，吸附法因其操作简单、成本低、设计灵活等优点而备受关注。因为它可以收集并完全去除水面上的油污，处理后对周围环境无不良影响。受荷叶、沙漠甲虫和其他生物的启发，研究人员发现它们的超润湿特性有望解决含油废水污染问题。近年来，聚氨酯、三聚氰胺等海绵吸附剂以其成本低、弹性好、三维结构、设计方便等优点在油水分离处理中受到关注。通过材料改性可将亲水海绵表面转变为疏水海绵表面，海绵吸附剂因其优异的性能而成为一种新型吸油材料。本文分别通过三种改性方法制备聚氨酯海绵材料，其研究内容如下: 1.采用简单浸渍法合成了一种新型的磁驱动疏水聚氨酯海绵。通过取代反应和缩合反应将碳链较长的异癸醇接枝到海绵表面，并将Fe3O4纳米颗粒粘附在海绵上，赋予其磁性，使其易于收集。用傅里叶转换红外光谱(FT-IR)、X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和能量色散光谱仪(EDS)对其进行了表征。对各种油/有机溶剂的最大吸附量为其自身重量的24-50倍。在十次循环使用后，表现出良好的可重复使用性。此外，由于其具有高孔隙率、疏水性和亲油性的特征，可在大范围的水中选择性地吸油并持续分离油水混合物。 2.以商用聚氨酯海绵为基体，进行取代及酯化反应，连接1-十八硫醇的长碳链到海绵骨架表面，成功制备改性海绵。改性后疏水角为149°,经过10次吸收-挤出循环后，具有良好的可重复使用性，对各种油/有机溶剂具有良好的吸油能力，吸附容量是其自身重量的20-46倍，具有高效油水分离能力和良好的选择性和吸附性能。结果表明，改性海绵在油品净化和除油工业中具有潜在的应用前景。 3.以含单宁酸和十四胺的乙醇溶液浸泡聚氨酯海绵，制备了超疏水聚氨酯海绵。通过XRD、SEM、XPS等对样品进行了分析测试，结果表明在海绵高孔隙度、弹性、机械稳定性的表面修饰低表面能的十四胺和Fe3O4，改性后的海绵不仅有超疏水表面，水的接触角为156.5°,也显示了优良的油水吸附分离性能和再循环能力。
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