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PAN纤维复合炭膜制备及油水分离性能研究
PAN纤维复合炭膜制备及油水分离性能研究
摘要：
纺织行业废水中含有大量的油脂物质，对环境造成严重污染。因此，开发一种高效、经济的油水分离材料具有重要的意义。本研究采用聚丙烯腈（PAN）纤维为基材，通过复合炭膜制备了一种新型的油水分离材料。通过扫描电子显微镜（SEM）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）以及接触角测量等表征手段对材料进行了表征分析，并通过静态扩散和动态循环实验等测试方法对其油水分离性能进行了评价。研究表明，该复合炭膜具有良好的湿润性能和分离效率，可作为一种有效的油水分离材料。
关键词：PAN纤维；复合炭膜；油水分离；湿润性能
1.引言
油水分离技术是一种重要的环境保护技术，广泛应用于石油工业、化工工业、纺织工业等领域。近年来，随着我国经济的快速发展，纺织行业排放的含油废水也呈现出快速增长的趋势。由于废水中含有大量的有毒有害物质，对环境造成了严重的污染。因此，开发一种高效、经济的油水分离材料具有重要的意义。
2.实验材料与方法
2.1实验材料
本实验使用聚丙烯腈（PAN）纤维作为基材。PAN纤维作为一种常见的纤维材料，在石油、化工以及纺织等领域都有广泛的应用。
2.2复合炭膜的制备
首先，将PAN纤维浸渍在聚酯树脂中，然后通过热处理将其转化为炭膜。最后，将制备好的复合炭膜进行切割和修整，得到具有特定形状和尺寸的纳米复合炭膜。
2.3材料表征
通过扫描电子显微镜（SEM）观察样品的表面形貌；通过傅里叶变换红外光谱（FTIR）分析样品的化学结构；通过接触角测量仪测量样品的湿润性能。
3.结果与讨论
3.1材料表征结果
SEM观察结果显示，复合炭膜表面呈现出较为均匀的纳米孔洞结构。FTIR分析结果显示PAN纤维与聚酯树脂之间发生了化学反应，生成了新的化学结构。接触角测量结果显示，复合炭膜具有良好的湿润性能。
3.2油水分离性能评价
通过静态扩散实验发现，复合炭膜对油脂具有较高的吸附能力，可有效将油脂从水中分离出来。通过动态循环实验发现，复合炭膜在循环使用过程中保持了较高的分离效率，具有较好的稳定性。
4.结论
通过本研究，成功制备了一种新型的PAN纤维复合炭膜材料，并评价了其油水分离性能。研究发现，该复合炭膜具有良好的湿润性能和分离效率，可作为一种有效的油水分离材料。然而，还需要进一步研究其制备工艺和性能优化，以满足实际应用的需求。
参考文献：
[1]LiS,etal.PreparationofPANFibersbyElectrospinningasHighlyEffectiveOil-WaterSeparationMaterial.JournalofAppliedPolymerScience,2018,135(19):46296.
[2]WangX,etal.FabricationofPAN-basedNanofibrousMembranesviaElectrospinningandImprovedOil-WaterSeparationPerformance.JournalofMembraneScience,2019,573:147-157.