论文部分内容阅读
随着远洋运输和工业化的不断发展,轮船石油泄露和工业有机溶剂污染问题日益突出,不仅阻碍社会经济发展,而且破坏全球生态环境。传统油水分离方法效率低、成本高且性能不稳定,这迫使人们寻找更优越的油水分离方式。基于对自然界中荷叶、水黾、玫瑰等动植物表面特殊浸润性的研究,制备了可选择性分离油和水的新型材料,然而这类材料存在原材料不可降解和制备工艺复杂等问题。本论文以环境友好可降解的聚乳酸（PLA）为研究对象,采用水辅助热致诱导相分离法制备具有特殊浸润性的PLA多孔材料,并研究其在油水分离中的应用。具体内容如下:（1）采用水辅助热致诱导相分离法,通过改变模具形状,制备了具有不同内部微观结构的超疏水PLA泡沫和薄膜。研究发现,添加一定量（4 mL）去离子水的PLA泡沫经过胶带剥离后水接触角可达151°,其最大油类溶剂饱和吸附能力为31.5 g/g,且保持较高的油水分离效率（98%）;而添加4 mL去离子水的PLA膜的水接触角可达158°,能够吸附自身重量11-27倍的油或有机溶剂。（2）基于Flory-Huggins理论,在上述体系中通过调控去离子水的含量,制备了微米级PLA微球。同时,采用浸涂法,获得了PLA微球改性的超疏水无纺布（水接触角为152°）,用于自清洁和油水分离。改性无纺布在10个油水分离循环内保持98%的分离效率,且溶剂通量均在20 m3m-2h-1以上。（3）针对纯PLA多孔材料物理性能（熔点低、机械性能）差的问题,通过将右旋聚乳酸（PDLA）引入左旋聚乳酸（PLLA）中,制备了含有立构复合晶体（Sc）且高熔点（220℃）的超疏水Sc-PLA多孔泡沫。研究发现,去离子水量可以影响Sc-PLA泡沫中Sc晶体和均相晶体（Hc）的含量。添加一定量（2 mL）去离子水时,泡沫中Sc晶体的含量达到最高24%,水接触角达152°。超疏水的Sc-PLA泡沫表现出优异的自清洁性能和较高的油吸附能力。此外,Sc-PLA泡沫表现出良好的隔热性能和机械性能。