生活污(wu)(wu)(wu)水(shui)(shui)及工(gong)業廢(fei)(fei)水(shui)(shui)的(de)(de)(de)大量排放、海上(shang)(shang)漏油(you)(you)事故的(de)(de)(de)頻頻發生，對我們的(de)(de)(de)污(wu)(wu)(wu)水(shui)(shui)處(chu)理(li)能力提出(chu)了(le)(le)巨大的(de)(de)(de)挑戰。含油(you)(you)廢(fei)(fei)水(shui)(shui)對環境(jing)(jing)造成了(le)(le)巨大的(de)(de)(de)危(wei)害，如石油(you)(you)漂浮在(zai)(zai)海面上(shang)(shang)，迅速(su)擴散形成一層不透氣(qi)的(de)(de)(de)油(you)(you)膜(mo)會阻礙水(shui)(shui)體的(de)(de)(de)復氧作用，影響海洋(yang)浮游生物生長，破壞海洋(yang)生態(tai)平衡。含油(you)(you)污(wu)(wu)(wu)水(shui)(shui)處(chu)理(li)起來也極為困難、效(xiao)率低(di)、成本(ben)高。膜(mo)分(fen)離(li)(li)(li)(li)具有(you)能耗低(di)、單(dan)級(ji)分(fen)離(li)(li)(li)(li)效(xiao)率高、過程靈活簡(jian)單(dan)、環境(jing)(jing)污(wu)(wu)(wu)染(ran)低(di)、通用性(xing)(xing)(xing)強等(deng)優點，但是膜(mo)分(fen)離(li)(li)(li)(li)應(ying)用效(xiao)率受膜(mo)的(de)(de)(de)抗(kang)污(wu)(wu)(wu)染(ran)性(xing)(xing)(xing)、熱(re)穩定(ding)性(xing)(xing)(xing)、化學穩定(ding)性(xing)(xing)(xing)等(deng)內在(zai)(zai)因(yin)素及膜(mo)組件形式、操作條件等(deng)外在(zai)(zai)因(yin)素的(de)(de)(de)限(xian)制。含油(you)(you)廢(fei)(fei)水(shui)(shui)的(de)(de)(de)超(chao)親水(shui)(shui)超(chao)疏油(you)(you)膜(mo)處(chu)理(li)法(fa)，即所(suo)謂(wei)Water-Removing法(fa)，該膜(mo)在(zai)(zai)空氣(qi)或水(shui)(shui)中超(chao)疏油(you)(you)，并(bing)且(qie)對油(you)(you)表(biao)(biao)現出(chu)極低(di)的(de)(de)(de)粘附力，滾(gun)動接(jie)觸(chu)角僅2~3°，有(you)效(xiao)防止了(le)(le)油(you)(you)滴的(de)(de)(de)粘附。當含油(you)(you)廢(fei)(fei)水(shui)(shui)接(jie)觸(chu)膜(mo)表(biao)(biao)面時，水(shui)(shui)可以(yi)源源不斷(duan)往下滲透，而表(biao)(biao)面始(shi)終保持超(chao)疏油(you)(you)性(xing)(xing)(xing)，油(you)(you)截留在(zai)(zai)表(biao)(biao)面從(cong)而達(da)到油(you)(you)水(shui)(shui)分(fen)離(li)(li)(li)(li)的(de)(de)(de)效(xiao)果，且(qie)由于膜(mo)的(de)(de)(de)潛在(zai)(zai)憎油(you)(you)性(xing)(xing)(xing)，油(you)(you)始(shi)終無法(fa)污(wu)(wu)(wu)染(ran)膜(mo)表(biao)(biao)面，是一種真正的(de)(de)(de)抗(kang)污(wu)(wu)(wu)染(ran)、低(di)能耗、長壽命、高效(xiao)率的(de)(de)(de)分(fen)離(li)(li)(li)(li)膜(mo)，從(cong)而成為未來油(you)(you)水(shui)(shui)分(fen)離(li)(li)(li)(li)膜(mo)的(de)(de)(de)主要發展方向。

本論(lun)文(wen)在這一背景下(xia)，致力(li)于研究開發超親水超疏油油水分離膜(mo)，重點工作(zuo)圍繞著膜(mo)的表(biao)面潤濕性、膜(mo)的化學穩定性和分離效率等的理論(lun)和應用(yong)方(fang)面展開，具體工作(zuo)如(ru)下(xia):

(1)毛(mao)(mao)細(xi)(xi)力學在超(chao)(chao)親(qin)水膜分(fen)(fen)(fen)離(li)(li)過程(cheng)(cheng)中的(de)(de)(de)應用及其力學模型的(de)(de)(de)構建。文(wen)中運(yun)用毛(mao)(mao)細(xi)(xi)力學的(de)(de)(de)思想考察超(chao)(chao)親(qin)水膜分(fen)(fen)(fen)離(li)(li)過程(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)相關物理量(liang)，將基(ji)(ji)(ji)于特殊潤濕性的(de)(de)(de)膜材(cai)料(liao)的(de)(de)(de)膜孔歸類為毛(mao)(mao)細(xi)(xi)管孔道，在此基(ji)(ji)(ji)礎上(shang)建立(li)數學模型，對超(chao)(chao)親(qin)水膜分(fen)(fen)(fen)離(li)(li)油水混合(he)物中的(de)(de)(de)受力情況進(jin)行(xing)了詳(xiang)細(xi)(xi)分(fen)(fen)(fen)析。從(cong)(cong)表面張力的(de)(de)(de)角(jiao)度計算(suan)分(fen)(fen)(fen)析了空(kong)氣中超(chao)(chao)親(qin)水超(chao)(chao)親(qin)油膜在水下超(chao)(chao)疏油的(de)(de)(de)原理;從(cong)(cong)毛(mao)(mao)細(xi)(xi)動力學的(de)(de)(de)角(jiao)度出發對膜分(fen)(fen)(fen)離(li)(li)過程(cheng)(cheng)中的(de)(de)(de)毛(mao)(mao)細(xi)(xi)流動速(su)(su)率、毛(mao)(mao)細(xi)(xi)管總滲透速(su)(su)率、膜通(tong)量(liang)以(yi)及臨(lin)界穿透壓力等量(liang)進(jin)行(xing)了詳(xiang)細(xi)(xi)的(de)(de)(de)計算(suan)，并通(tong)過實(shi)驗(yan)進(jin)行(xing)了檢(jian)驗(yan);在此基(ji)(ji)(ji)礎上(shang)初步從(cong)(cong)毛(mao)(mao)細(xi)(xi)力學角(jiao)度探討了超(chao)(chao)親(qin)水及水下超(chao)(chao)疏油分(fen)(fen)(fen)離(li)(li)膜的(de)(de)(de)分(fen)(fen)(fen)離(li)(li)機(ji)理，為后面的(de)(de)(de)實(shi)驗(yan)制備提(ti)供理論指(zhi)導。

(2)超(chao)(chao)親(qin)水(shui)(shui)及水(shui)(shui)下超(chao)(chao)疏油(you)(you)油(you)(you)水(shui)(shui)分(fen)(fen)離(li)膜(mo)(mo)的(de)(de)(de)制備(bei)及油(you)(you)水(shui)(shui)分(fen)(fen)離(li)性(xing)能測(ce)試(shi)。以(yi)機(ji)械性(xing)能良好的(de)(de)(de)不銹鋼絲網(wang)作為(wei)基材，以(yi)富(fu)含羥基的(de)(de)(de)、具有(you)(you)優(you)良成(cheng)膜(mo)(mo)性(xing)、親(qin)水(shui)(shui)性(xing)和(he)保水(shui)(shui)性(xing)能的(de)(de)(de)聚乙烯(xi)醇和(he)羥基丙烯(xi)酸樹脂為(wei)基本成(cheng)膜(mo)(mo)物(wu)質(zhi)(zhi)、戊二醛為(wei)交聯(lian)劑，摻雜親(qin)水(shui)(shui)的(de)(de)(de)無機(ji)納(na)(na)米Si O2顆粒(li)，構造了微納(na)(na)粗糙結構，發現采用多次逐級涂裝的(de)(de)(de)方(fang)法，有(you)(you)利于提高(gao)膜(mo)(mo)的(de)(de)(de)表面(mian)粗糙度(du)，從而(er)使膜(mo)(mo)的(de)(de)(de)表面(mian)在(zai)自然環境(jing)下具有(you)(you)穩(wen)定的(de)(de)(de)超(chao)(chao)親(qin)水(shui)(shui)性(xing)能，采用簡(jian)(jian)單(dan)的(de)(de)(de)浸(jin)涂兩步涂裝法和(he)加熱固化法成(cheng)功制備(bei)了水(shui)(shui)環境(jing)下具有(you)(you)超(chao)(chao)親(qin)水(shui)(shui)和(he)超(chao)(chao)疏油(you)(you)性(xing)質(zhi)(zhi)的(de)(de)(de)油(you)(you)水(shui)(shui)分(fen)(fen)離(li)膜(mo)(mo)。該膜(mo)(mo)可以(yi)有(you)(you)效分(fen)(fen)離(li)各(ge)類油(you)(you)水(shui)(shui)混(hun)合物(wu)，如植(zhi)物(wu)油(you)(you)、汽油(you)(you)、柴油(you)(you)和(he)原油(you)(you)的(de)(de)(de)油(you)(you)水(shui)(shui)混(hun)合物(wu)等，分(fen)(fen)離(li)效率高(gao)達(da)99%，可使處理后的(de)(de)(de)污水(shui)(shui)含油(you)(you)量低于50mg/l。在(zai)分(fen)(fen)離(li)過程中，網(wang)膜(mo)(mo)的(de)(de)(de)水(shui)(shui)下超(chao)(chao)疏油(you)(you)和(he)對油(you)(you)低粘附(fu)的(de)(de)(de)特性(xing)使網(wang)膜(mo)(mo)不易(yi)被油(you)(you)粘附(fu)和(he)污染，從而(er)使油(you)(you)和(he)材料的(de)(de)(de)回收再利用簡(jian)(jian)單(dan)易(yi)行。

(3)UV固(gu)(gu)化(hua)(hua)超(chao)(chao)親(qin)水(shui)(shui)(shui)及(ji)水(shui)(shui)(shui)下超(chao)(chao)疏油油水(shui)(shui)(shui)分(fen)(fen)離(li)(li)(li)(li)膜(mo)的(de)(de)(de)制(zhi)備及(ji)油水(shui)(shui)(shui)分(fen)(fen)離(li)(li)(li)(li)性能(neng)(neng)測試。首(shou)先(xian)以(yi)具(ju)有(you)(you)良好防腐蝕性能(neng)(neng)和(he)(he)環(huan)境友(you)好性的(de)(de)(de)UV固(gu)(gu)化(hua)(hua)PUA/EA復合(he)乳液對(dui)不銹(xiu)鋼絲(si)網進(jin)行底涂前(qian)處(chu)理，在(zai)不銹(xiu)鋼絲(si)網上構(gou)筑防腐保護(hu)層;接著以(yi)環(huan)境友(you)好的(de)(de)(de)、富含(han)羥(qian)基的(de)(de)(de)親(qin)水(shui)(shui)(shui)性能(neng)(neng)優(you)異(yi)的(de)(de)(de)聚乙二醇(chun)二丙(bing)烯酸酯系列UV固(gu)(gu)化(hua)(hua)低聚物作為(wei)基礎成膜(mo)物質(zhi)，以(yi)PVA作為(wei)乳化(hua)(hua)劑(ji)，摻(chan)雜親(qin)水(shui)(shui)(shui)的(de)(de)(de)無機(ji)納(na)米(mi)Si O2顆粒，采用(yong)UV固(gu)(gu)化(hua)(hua)法(fa)構(gou)造(zao)了(le)微納(na)粗糙結構(gou);最后以(yi)親(qin)水(shui)(shui)(shui)的(de)(de)(de)較(jiao)大分(fen)(fen)子量的(de)(de)(de)單(dan)官能(neng)(neng)的(de)(de)(de)聚乙二醇(chun)二丙(bing)烯酸酯UV固(gu)(gu)化(hua)(hua)低聚物對(dui)膜(mo)的(de)(de)(de)表(biao)面(mian)進(jin)行接枝，從而(er)使(shi)膜(mo)的(de)(de)(de)表(biao)面(mian)具(ju)有(you)(you)分(fen)(fen)子刷(shua)結構(gou)，得到一種適(shi)用(yong)于復雜化(hua)(hua)學環(huan)境和(he)(he)具(ju)有(you)(you)自(zi)清(qing)潔功能(neng)(neng)的(de)(de)(de)，水(shui)(shui)(shui)環(huan)境下具(ju)有(you)(you)超(chao)(chao)親(qin)水(shui)(shui)(shui)和(he)(he)超(chao)(chao)疏油性質(zhi)的(de)(de)(de)油水(shui)(shui)(shui)分(fen)(fen)離(li)(li)(li)(li)膜(mo)。該膜(mo)可以(yi)有(you)(you)效分(fen)(fen)離(li)(li)(li)(li)各類油水(shui)(shui)(shui)混合(he)物，使(shi)處(chu)理后的(de)(de)(de)污水(shui)(shui)(shui)含(han)油量低于50mg/l。在(zai)分(fen)(fen)離(li)(li)(li)(li)過程(cheng)中，網膜(mo)能(neng)(neng)夠有(you)(you)效抵(di)制(zhi)廢水(shui)(shui)(shui)中酸對(dui)基材的(de)(de)(de)腐蝕，膜(mo)表(biao)面(mian)的(de)(de)(de)親(qin)水(shui)(shui)(shui)分(fen)(fen)子刷(shua)結構(gou)使(shi)油在(zai)膜(mo)表(biao)面(mian)的(de)(de)(de)粘(zhan)附力極低，網膜(mo)不易被油粘(zhan)附和(he)(he)污染。

(4)濕度響(xiang)應超(chao)親(qin)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)超(chao)疏(shu)油(you)(you)(you)油(you)(you)(you)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)分離(li)(li)膜(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)制備(bei)及油(you)(you)(you)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)分離(li)(li)性(xing)(xing)(xing)能(neng)測試。首先，以(yi)具(ju)有良好防(fang)腐(fu)蝕性(xing)(xing)(xing)能(neng)和(he)(he)(he)環(huan)境(jing)友好性(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)UV固化(hua)(hua)PUA/EA復合(he)乳(ru)液對不銹(xiu)鋼絲(si)網進行(xing)底涂防(fang)腐(fu)前處理(li);其次，合(he)成(cheng)了(le)(le)親(qin)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)疏(shu)油(you)(you)(you)聚合(he)物(wu)作(zuo)(zuo)為基(ji)礎成(cheng)膜(mo)(mo)物(wu)質摻雜上(shang)一章(zhang)中的(de)(de)(de)(de)(de)UV固化(hua)(hua)親(qin)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)涂料中，以(yi)PVA作(zuo)(zuo)為乳(ru)化(hua)(hua)劑(ji)，摻雜親(qin)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)的(de)(de)(de)(de)(de)無機納米Si O2顆粒和(he)(he)(he)疏(shu)油(you)(you)(you)改(gai)性(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)無機納米Si O2顆粒，構造了(le)(le)微納粗糙結(jie)構，采(cai)用簡(jian)單的(de)(de)(de)(de)(de)浸涂涂裝(zhuang)法(fa)和(he)(he)(he)光熱雙(shuang)重(zhong)固化(hua)(hua)法(fa)成(cheng)功制備(bei)了(le)(le)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)刺(ci)激響(xiang)應超(chao)親(qin)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)和(he)(he)(he)超(chao)疏(shu)油(you)(you)(you)性(xing)(xing)(xing)質的(de)(de)(de)(de)(de)油(you)(you)(you)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)分離(li)(li)膜(mo)(mo)。該膜(mo)(mo)置于(yu)(yu)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)環(huan)境(jing)下一段時間后(hou)，在(zai)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)的(de)(de)(de)(de)(de)刺(ci)激相互作(zuo)(zuo)用下，親(qin)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)基(ji)團會自組裝(zhuang)到膜(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)表(biao)層(ceng)，疏(shu)油(you)(you)(you)基(ji)團位于(yu)(yu)底層(ceng)，從(cong)而表(biao)面具(ju)有穩定(ding)的(de)(de)(de)(de)(de)親(qin)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)性(xing)(xing)(xing)，而膜(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)底層(ceng)是疏(shu)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)疏(shu)油(you)(you)(you)的(de)(de)(de)(de)(de)，在(zai)液柱壓力的(de)(de)(de)(de)(de)作(zuo)(zuo)用下，水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)可以(yi)穿透(tou)下層(ceng)疏(shu)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)層(ceng)而滲透(tou)下去，而油(you)(you)(you)則需要(yao)穿越上(shang)層(ceng)親(qin)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)層(ceng)和(he)(he)(he)下層(ceng)疏(shu)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)疏(shu)油(you)(you)(you)層(ceng)的(de)(de)(de)(de)(de)雙(shuang)重(zhong)保護才能(neng)滲透(tou)，故(gu)而，調節合(he)適的(de)(de)(de)(de)(de)過濾壓力，可以(yi)僅使(shi)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)能(neng)夠(gou)滲透(tou)，而油(you)(you)(you)不能(neng)滲透(tou)，達(da)到油(you)(you)(you)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)分離(li)(li)效果。而由于(yu)(yu)此(ci)類型的(de)(de)(de)(de)(de)膜(mo)(mo)具(ju)有親(qin)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)層(ceng)和(he)(he)(he)疏(shu)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)疏(shu)油(you)(you)(you)層(ceng)雙(shuang)層(ceng)抗油(you)(you)(you)污(wu)染層(ceng)，從(cong)而具(ju)有更好的(de)(de)(de)(de)(de)耐污(wu)性(xing)(xing)(xing)能(neng)。