耐久性超润湿性膜界面与传递通道的协同调控及油水破乳分离机制

基本信息
批准号:51773012
项目类别:面上项目
资助金额:58.00
负责人:孟洪
学科分类:
依托单位:北京化工大学
批准年份:2017
结题年份:2021
起止时间:2018-01-01 - 2021-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:范红玮,李英杰,顾佳慧,陈芳,候金宝,王乔木
关键词:
石墨烯油水分离协同调控超润湿膜金属框架材料
结项摘要

Superwetting membranes have great potential in the separation of ultra-stable oil/water system, and their scientific nature of separation is superwetting drive at membrane interface and pore transportation. The purpose of this study is to achieve the synergetic enhancement of oil/water demulsification and separation by simultaneously regulating and controlling the interfacial property of superwetting membrane and the oil molecular transportation path. On the basis of constructing the assembly element of three-dimensional fold rGO@MOFwith hierarchical pores, the durable superhydrophobic-superoleophilic membranes and modules are assembled on different porous substrates by the simultaneous spraying, and thereby to realize the efficient separation of ultra-stable water/oil system. This study will explain the mechanisms of oil/water demulsification and separation by the synergetic effect of interfacial property and molecular transportation path, elucidate the transfer mechanism of oil molecules and their aggregates in hierarchical pores, and build the relationship between the surface properties of assembly element, micro-nano morphology, hierarchical structure and the molecular transfer. This proposal will provide the scientific understanding and technical support for the preparation of high-performance and durable superwetting separation membranes.

超润湿性膜在极稳定油水体系的分离中极具潜力,其分离的科学本质是膜界面特殊润湿性驱动和孔道传递问题。本研究旨在通过分离膜的超润湿界面性质和油分子传递通道的同步调控,协同强化油水破乳分离。在构筑具有三维褶皱结构的多级孔道rGO@MOF组装基元的基础上,在不同形式的多孔支撑体上同步喷涂组装耐久性超疏水-超亲油膜及其器件,实现极稳定油水体系的高效分离。本研究将揭示界面性质与分子传递通道协同效应对油水破乳分离的作用机制,阐释油分子及其聚集体在多级孔道中的传递规律,建立构筑基元的表面性质、微纳形貌、多级孔结构等与分子传递之间的关联规律,为制备高性能、耐久性超润湿性分离膜提供科学认识和技术支撑。

项目摘要

超润湿材料因为其对水或油具有极端的润湿性,而在油水分离领域具有极大的应用潜力。在超疏水材料制备过程中,石墨烯材料凭借其低密度和高比表面积等性能而获得广泛关注。本研究从构筑具有微纳阶层结构的三维石墨烯基超润湿复合材料出发,通过浸渍、真空辅助、超声雾化喷涂等方法,发展了一系列高油水分离效率复合材料,系统地研究了表面结构与油水分离性能之间的构效关系。进一步研究了制备的复合材料对极稳定油水乳液体系的分离性能,探索了微纳阶层结构对稳定油水乳液体系的分离破乳机制。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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