摘要: 随着改革开放的深入和社会经济的不断进步，工业发展与环境保护的矛盾也日益突出。石油化工、制药、冶金、纺织和食品工业等造成的油污以及海上石油生产和海上运输过程中频繁的漏油事故已成为全球最紧迫的环境问题之一；人口和经济的快速增长导致对清... 展开 随着改革开放的深入和社会经济的不断进步，工业发展与环境保护的矛盾也日益突出。石油化工、制药、冶金、纺织和食品工业等造成的油污以及海上石油生产和海上运输过程中频繁的漏油事故已成为全球最紧迫的环境问题之一；人口和经济的快速增长导致对清洁水的需求增加。因此，含油污水分离以实现污水资源化是同时解决环境和水资源问题的可靠策略。近年油水分离研究受到广泛关注，已经开发了许多技术，例如吸油材料，撇油器和浮选，可以实现不混溶的油水的分离，但是受到低效率和高制作成本的限制，油水乳液的有效分离仍然具有挑战性。 开发具有特殊润湿性表面的新材料用于选择性吸收和过滤是目前研究的热点之一。其中，膜材料因其高效油水分离和可连续操作的能力而引起广泛关注，而Janus膜因两面具有物理、化学性质或者结构差异备受关注，通常这种差异表现为不对称润湿性，即一面疏水另一面亲水，这种特性使得Janus膜在流体操纵、燃料电池、集水、集雾、海水淡化、微全分析、生物医学材料、油水分离以及智能纺织品等领域引起了广泛的关注和兴趣。 本论文以双层组织结构为基础，利用疏水性纱线和亲水性纱线，通过编织使疏水性纱线和亲水性纱线在内部相互接结，制备出具有不对称润湿性的Janus织物用于油水分离。分别采用先修饰后制备和先制备后修饰两种不同方法制备出简单油水分离用Janus织物以及油水乳液分离用Janus织物。 （1）双层组织Janus织物用于简单油水分离研究：以双层组织结构为基础，使用疏水性的涤纶纱线和丙纶纱线以及亲水性粘胶纱线，并用助剂提升其特殊浸润性，通过编织使疏水性纱线和亲水性纱线在内部相互接结，构筑出一面完全疏水，一面完全亲水的具有不对称润湿性Janus织物。水滴在亲水面可以完全铺展，而在疏水面接触角可达到150o以上，表现出超疏水性质；当织物被放置水中时亲水面被完全润湿，表现出水下超疏油性质，重油和轻油在亲水面上的接触角都在150o以上，同时探索了不同的织物结构、编织纱线以及织物密度的双层组织特殊润湿性织物在分离重油/水混合物和轻油/水混合物的性能。用涤纶和粘胶编织的经纱分绞网为70#的具有结构1组织的双层组织Janus织物的性能最好，轻油/水分离通量达2.5 L m-2 s-1，分离效率可达99.0%；重油/水分离通量为8.0 L m-2 s-1，分离效率为93.3%。 （2）pH响应型双层组织Janus织物用于乳液分离研究：以双层组织Janus织物为基材，通过ARGET-ATRP聚合法在Janus织物粘胶面接枝响应型聚合物PDMAEMA，制备出pH响应型双层组织Janus织物。Janus织物涤纶面具有超疏水性质，且接触角不会因pH值的不同而改变；而另一面为粘胶纱线接枝聚合物分子刷 PDMAEMA，在pH小于pKa时表现出亲水性，具有破乳效果；而当pH大于pKa时表现出疏水性，不具有破乳效果。通过浸渍法可以成功分离水包十六烷乳液以及水包1,2-二氯乙烷乳液，而采用过滤法只有接枝率在25.0%的pH响应型双层组织Janus织物能成功分离水包十六烷乳液，而分离水包1,2-二氯乙烷乳液分离一半时终止。 收起