疏水性石英砂滤料的制备及其油水分离研究
油水分离过滤器原理
油水分离过滤器原理油水分离过滤器是一种常用的工业设备，广泛应用于石油化工、电力、食品加工等行业。
其主要原理是利用过滤介质对油水混合液进行过滤分离，将其中的油和水分离出来。
油水分离过滤器的主要结构包括进料管道、滤料层、过滤媒体和出料管道等。
当油水混合液进入过滤器后，首先通过进料管道进入滤料层。
滤料层是由一层或多层过滤介质组成的，常见的过滤介质有砂、石英砂、活性炭等。
这些过滤介质具有不同的孔径大小和吸附性能，可根据实际需要选择。
当油水混合液通过滤料层时，其中的固体颗粒和大颗粒的油会被滤料层拦截。
滤料层的孔径越小，能够过滤的颗粒也就越小。
较大的颗粒会堆积在滤料层的上方，从而减少对油水分离的干扰。
同时，过滤介质的吸附性能也起到一定的作用，可吸附一些微小颗粒和有机物。
随着液体的渗透，滤料层上方逐渐形成一个油层。
这个油层具有比水更小的密度，会上浮到滤料层的上方。
水则会通过滤料层下渗，并逐渐形成一个水层。
当水层达到一定高度时，就可以通过出料管道排出。
另外，油水分离过滤器还配备有一些辅助设备，如排污阀、水尺等。
排污阀用于定期排除过滤器内积聚的油和杂质，以保证设备的正常运行。
水尺则用于监测油水分离器内的水位，方便操作人员及时调整和维护。
在实际应用中，油水分离过滤器还可以根据需要进行改进和优化，以提高其分离效果和处理能力。
例如，可以加装预处理设备，如沉淀池或旋风分离器，用于预处理一些较大的颗粒和液体。
此外，还可以利用高效过滤介质和物理化学吸附材料，来进一步提高过滤和分离效果。
总之，油水分离过滤器通过滤料层的过滤和分离作用，将油水混合液中的固体颗粒和大颗粒的油分离出来。
随着液体渗透，油浮于上方形成油层，而水则逐渐下渗形成水层。
通过排污阀和出料管道，可以将油和水分别排出。
同时，通过改进和优化设计，还可以提高过滤和分离的效果，满足各个行业的不同需求。
油田采油废水处理技术的研究进展
油田采油废水处理技术的研究进展摘要：目前，随着石油相关产业的发展日渐成熟，我国大多数油田已经处于开采中后期。
原油中的含水量不断增加，甚至可达到90%。
虽然部分污水可通过处理作为回注水使用，但是实际处理后的污水很难达到回注水质量指标，另外部分油田不存在回注条件，仍会产生大量含油污水如果未经处理达标直接排放，大量无机和有机污染物可以释放到大气、水体以及土壤中，危害生态环境和人类健康。
采油废水中污染物的种类和性质相对复杂，属于难降解工业废水。
因此，针对废水的污染物特性，通常采用多种处理技术组合使用，合理高效地降低污染物的含量，从而实现采油废水的达标排放。
关键词：油田采油；废水处理技术；研究进展1油田污水处理工艺设计在当前油田开采过程中，从经济性和效率性原则入手，建立污水处理站，并对污水处理流程进行设计，通过流程设计展开，确保油田污水处理更加合理。
提升污水处理效果。
同时在污水处理工艺设计中，更应该完成对技术工艺流程设计以及相关参数设计，通过多项工艺设计，确保项目设计应用更加合理。
1.1污水处理工艺流程设计针对污水处理工艺流程进行设计、当前在污水处理过程中，主要采用物理工艺以及化学工艺结合的方法进行污水处理，在技术研究中，要求做好对污水处理的综合应用设计分析，并且进行污水技术设计中，可以实现对污水处理的综合分析。
如，在实际的工艺设计中，针对水常规处理站的污水处理进行工艺流程设计。
其中包括自然沉降—混凝沉降—压力过滤、混凝沉降—气浮选机—压力过滤、横向流聚结除油装置——压力过滤等多种过滤技术工艺，设计中还要综合油田的污水处理需求建立相应的流程。
当前，油田开采过程中，一般选择自然沉降—混凝沉降—压力过滤工艺的比较多。
1.2污水处理工艺参数设计在污水处理过程中，做好各项参数设计非常关键，主要是针对石油开采效率以及石油开采质量进行参数对比以及参数设计分析，确保其设计应用更加合理，也能够最大程度上提升设计效果。
在水驱油污水站处理过程中，更可以完成对污水处理站的各项技术参数设计应用。
疏水吸附材料在油污净化中的应用探究
疏水吸附材料在油污净化中的应用探究近年来，油污净化成为环境保护的重要课题之一。
为了解决这一问题，疏水吸附材料被广泛应用于油污净化技术中。
本文将探究疏水吸附材料在油污净化中的应用，并分析其优势和挑战。
1. 疏水吸附材料的原理及种类疏水吸附材料是一种能够选择性吸附油污的材料。
其原理是基于表面张力的作用，通过改变材料表面的化学性质，使其具有疏水性，从而吸附油污而排除水分。
目前，常见的疏水吸附材料包括疏水纤维素、疏水聚氨酯海绵和疏水纳米颗粒等。
2. 疏水吸附材料在油污净化中的应用疏水吸附材料在油污净化中具有诸多应用，下面将重点介绍几个方面。
2.1 水体净化疏水吸附材料通过吸附油污，可以将水体中的油分离出来，从而净化水质。
例如，在水体处理厂中，可以使用疏水纤维素滤料对污水进行处理，将其中的油污去除，使水质得到改善。
2.2 厂区排放治理在一些工业企业的生产过程中，会产生大量的废油。
通过利用疏水吸附材料，可以将废油有效地吸附和分离，从而减少废油的排放量，达到环境保护的要求。
同时，疏水吸附材料可以进行再生利用，减少资源浪费，具有较高的经济效益。
2.3 地下水污染治理地下水污染是一种严重的环境问题，而疏水吸附材料在地下水污染治理中有着独特的应用。
通过将疏水吸附材料投放到受污染地下水区域，可以吸附并去除地下水中的油污，从而净化地下水资源。
3. 疏水吸附材料的优势和挑战疏水吸附材料在油污净化领域具有一些独特的优势，然而也存在一些挑战。
3.1 优势首先，疏水吸附材料具有优异的吸附能力，可以高效地吸附油污，使得油水分离更加彻底。
其次，疏水吸附材料操作简单方便，能够适应不同规模和环境条件下的净化需求。
此外，疏水吸附材料可以进行循环利用，减少资源浪费，对环境友好。
3.2 挑战然而，疏水吸附材料在实际应用中也面临一些挑战。
首先，材料的生产成本较高，导致其应用范围受限。
同时，疏水吸附材料在长期使用中可能会失去吸附能力，需要进行更新和更换。
水污染物理方法的处理流程
水污染物理方法的处理流程
水污染处理方法主要分为物理处理法、化学处理法、物理化学处理法和生物处理法四类。
本次内容主要介绍物理处理方法的处理流程。
物理处理法是通过物理作用，以分离、回收污水中不溶解的、呈悬浮状的污染物质(包括油膜和油珠)，在处理过程中不改变其化学性质。
常用的有过滤法、沉淀法、浮选法等。
（1）过滤法流程：过滤法是指利用过滤介质截流污水中的悬浮物。
过滤介质有筛网、纱布、粒物，常用的过滤设备有格栅、筛网、微滤机等。
在排水工程中，废水通过下水道流人水处理厂，首先应经过斜置在渠道内的一组金属制的呈纵向平行的框条（格栅）、穿孔板或过滤网（筛网），使漂浮物或悬浮物不能通过而被阻留在格栅、细筛或滤料上。
废水通过粒状滤料(如石英砂)床层时，其中细小的悬浮物和肢体就被截留在滤料的表面和内部空隙中，实现水污染物分离。
（2）沉淀法流程：沉淀法是利用污水中的悬浮物和水的相对密度不同的原理，借助重力沉降作用使悬浮物从水中分离出来。
在污水处理过程中，设置沉淀池。
当污水流经沉淀池时，由于重力的作用使悬浮性杂质与水分离，它可以分离直径为20～100µ,m以上的颗粒。
（3）浮选法流程：将空气通人污水中，并以微小气泡形式从水中析出成为载体，污水中相对密度接近于水的微小颗粒状的污染物质(如乳化油等)附在气泡上，并随气泡上升到水面，然后用机械的方法撇除，从而使污水中的污染物质得以从污水中分离出来。
疏水性的物质易气浮，而亲水性的物质不易气浮。
因此有时为了提高气浮效率，需向污水中加入浮选剂改变污染物的表面特性，使某些亲水性物质转变为疏水性物质，然后气浮除去。
疏水性椰壳纤维的制备及其对油水体系的分离性能
第43卷第2期2024年3月大连工业大学学报J o u r n a l o fD a l i a nP o l y t e c h n i cU n i v e r s i t yV o l .43N o .2M a r .2024收稿日期:2022-10-19.基金项目:辽宁省自然科学基金项目(2019-Z D -0293).作者简介:杨 頔(1998-),女,硕士研究生;通信作者:汪源浩(1982-),男,讲师.网络首发时间:2023-05-12T 11:12:32.网络首发地址:h t t ps ://k n s .c n k i .n e t /k c m s /d e t a i l /21.1560.t s .20230511.1254.001.h t m l .D O I :10.19670/j .c n k i .d l g yd x x b .2023.6033疏水性椰壳纤维的制备及其对油水体系的分离性能杨 頔, 牟 璐, 刘 磊, 汪源浩, 谭凤芝(大连工业大学轻工与化学工程学院,辽宁大连 116034)摘要:将椰壳纤维经过碱处理㊁甲基三甲氧基硅烷(M TM S )疏水化改性制备了具有孔隙结构的疏水椰壳纤维吸附材料(H C F )㊂通过S E M ㊁E D S ㊁F T -I R ㊁X R D 对H C F 的表面形貌及化学结构进行了表征,通过静态水接触角研究了H C F 的表面润湿性能㊂结果表明,H C F 的静态水接触角为126ʎ,在不同p H 的溶液中水接触角都保持在125ʎ以上㊂H C F 对原油㊁泵油㊁葵花籽油㊁机油㊁大豆油㊁四氯化碳等油类及有机溶剂的吸附倍率为8.49~12.88g /g ,在3m i n 内达到吸附饱和,具有较好的吸附量和较快的吸附速率㊂在0.09M P a 压力下,H C F 可用于水上浮油的连续分离过程,分离通量为57326.14L /(m2㊃h ),分离效率为97.02%,具有一定的处理大量油水混合物的能力㊂H C F 经过10次循环后依然保持良好的吸附性能,具有很好的使用稳定性㊂关键词:椰壳纤维;疏水改性;吸附性能;油水分离中图分类号:T S 721.4文献标志码:A文章编号:1674-1404(2024)02-0125-06P r e p a r a t i o no f h y d r o p h o b i c c o i r f i b e r f o r s e pa r a t i o no f o i l /w a t e r Y A N G D i , M O U L u , L I U L e i , W A N G Y u a n h a o , T A N F e n gz h i (S c h o o l o f L i g h t I n d u s t r y a n dC h e m i c a l E n g i n e e r i n g ,D a l i a nP o l y t e c h n i cU n i v e r s i t y,D a l i a n 116034,C h i n a )A b s t r a c t :H y d r o ph o b i c a d s o r b e n tm a t e r i a l f r o mc o c o n u t s h e l l f i b e r (H C F )w i t h p o r o u s s t r u c t u r ew a s p r e p a r e d t h r o u g ha l k a l i t r e a t m e n t a n dm e t h y l t r i m e t h o x y s i l a n e (MT M S )h y d r o ph o b i cm o d i f i c a t i o no f c o c o n u t s h e l l f i b e r .T h e s u r f a c em o r p h o l o g i e s a n dc h e m i c a l s t r u c t u r e so fH C F w e r e c h a r a c t e r i z e db yS E M ,E D S ,F T -I Ra n dX R D ,a n d t h e s u r f a c ew e t t i n gp r o p e r t i e so fH C F w e r e i n v e s t i g a t e db y s t a t i c c o n t a c t a n g l e .T h er e s u l t ss h o w e dt h a tt h es t a t i c w a t e rc o n t a c ta n gl eo f H C F w a s126ʎ,w h i c h r e m a i n e d 125ʎi n t h e s o l u t i o n sw i t h d i f f e r e n t p H.T h e a d s o r p t i o n c a p a c i t y o fH C F r a n ge df r o m8.49t o 12.88g /g f o ro i l s (c r u d e ,p u m p ,s u n f l o w e r ,m o t o r a n ds o y b e a no i l s )a n do r g a n i cs o l v e n t s (c a r b o n t e t r a ch l o ri d e ).T h ea d s o r p t i o nc a p a c i t y r e a c h e de q u i l i b r i u m w i t h i n3m i n w i t he x c e l l e n ta d s o r pt i o n c a p a c i t y a n dr a t e .H C Fc o u l db eu s e di nt h ec o n t i n u o u ss e pa r a t i o no fo i ls l i c kf r o m w a t e r w i t ha p r e s s u r e o f0.09M P a ,a n de x h ib i t e das e p a r a t i o nf l u xo f57326.14L /(m 2㊃h )a n das e p a r a t i o n e f f i c i e n c y o f 97.02%.T h e r e s u l t s c o n f i r m e d H C F w i t he x c e l l e n t a b i l i t y t o t r e a t l a r ge a m o u n t sof o i l w a s t e w a t e r .F u r t h e r m o r e ,H C F m a i n t a i n e dg o o da d s o r p t i o n p e r f o r m a n c ea f t e r10c y c l e sr e c y c l i n g,v e r i f y i n gg o o d s t a b i l i t y ofH C F .K e y w o r d s :c o c o n u t s h e l l f i b e r ;h y d r o p h o b i cm o d i f i c a t i o n ;a d s o r p t i o n p e r f o r m a n c e ;o i l -w a t e r s e p a r a t i o n0引言处理废水中泄漏油的方法主要有化学燃烧法㊁生物降解法㊁机械回收法和吸附法等[1-2]㊂吸附法由于其成本低㊁操作简单以及没有二次污染等特点成为最理想的处理方法之一[3-4]㊂目前使用的吸附材料虽然吸附效果可观,但是制备复杂㊁可重复使用性差,不利于大规模的工业应用㊂因此,生物质吸附材料因其易获得㊁吸附效果好且可降解等特点逐渐成为研究热点[5-6]㊂椰壳纤维的基本化学成分为纤维素㊁半纤维素和木质素等[7-8]㊂其内部结构由大量的微纤维束和中心的空隙组成,因此椰壳纤维的孔隙率较高(22%~30%)[9],具有作为吸附材料的优异潜能㊂未经处理的椰壳纤维表面以及孔隙中的蜡状物质和木质素使得椰壳纤维的吸附量降低,限制了其使用性能,且油水选择性较差[10]㊂因此,通过操作简单㊁低成本的改性处理,提高椰壳纤维的油水选择性和吸附能力,对于开发利用椰壳纤维资源㊁解决油水污染问题具有很好的实际应用价值㊂本实验以低成本㊁可再生的椰壳纤维为原料,通过简单的碱处理去除蜡质层,化学气相沉积进行疏水改性,制备了具有油水选择性的椰壳纤维吸附材料,并对其物理㊁化学结构和吸附性能进行了研究㊂1实验1.1材料与仪器椰壳纤维,海南省海口市;N a O H,分析纯,天津市科密欧化学试剂有限公司;甲基三甲氧基硅烷(MT M S),化学纯,阿拉丁试剂(上海)有限公司;实验用水均为去离子水㊂J S M-7800F型扫描电镜/电子能谱分析仪,日本电子株式会社;S p e c t r u m T w o型傅里叶变换红外光谱仪,美国铂金埃尔默公司;X R D-600型X射线衍射仪,日本岛津有限公司;J C2000D 接触角测量仪,上海中晨数字技术设备有限公司; J H-O I L-1型红外测油仪㊂1.2方法1.2.1疏水性椰壳纤维(H C F)的制备椰壳纤维(C F)水洗干燥,剪切至3c m的小段,加入2.5m o l/L的N a O H溶液,100ħ搅拌反应12h[m(椰壳纤维)/V(N a O H溶液)= 1/20g/m L],去离子水洗涤至中性,重复操作,最后在60ħ干燥4h㊂将碱处理后的椰壳纤维(A C F)放入锥形瓶,再放入两个分别装有2m L MT M S及1m L水的小烧杯,最后将锥形瓶密封并放入烘箱24h以完成硅烷化反应,制得疏水性椰壳纤维吸附材料[11]㊂1.2.2表征采用溴化钾压片法,通过傅里叶变换红外光谱仪对H C F化学组分进行表征,波数范围500~ 4000c m-1;用扫描电镜(S E M)观察H C F表面微观形貌;通过X射线能谱仪(E D S)测定其表面元素组成㊂H C F表面水接触角采用接触角测量仪测定:将5μL水滴在H C F表面,稳定后读数㊂1.2.3吸附性能的测定(1)吸附倍率的测定:称取一定量干燥样品,浸入油或有机溶剂(50m L)中30m i n,取出样品,静置至没有油滴落下,称量吸附后的样品质量㊂吸附倍率=(m1-m0)/m0(1)式中:m0为样品吸附前的质量,g;m1为样品吸附达到饱和时的质量,g㊂(2)吸附速率的测定:将样品完全浸入油或有机溶剂(50m L)中,再于不同时间段取出测定其吸附倍率直至达到吸附饱和以获得吸附倍率与时间的关系㊂测量3次,取平均值㊂1.2.4疏水性椰壳纤维的油水体系分离性能H C F对油水体系的持续分离性能:烧杯中加入100m L去离子水和50m L苏丹Ⅲ染色的煤油,在真空泵的作用下持续分离油水体系㊂分离后水溶液的油含量通过红外测油仪测定㊂分离效率=(ρ0-ρp)/ρ0ˑ100%(2)式中:ρ0为油水混合溶液中初始油品质量浓度, m g/L;ρp为吸附平衡后水中油品质量浓度,m g/L㊂分离通量=V/A t(3)式中:V为油水混合溶液的体积,L;A为有效的分离面积,m2;t为分离时间,h㊂1.2.5重复使用性能将一定质量的H C F浸入油中,达到吸附平衡后取出,挤压出H C F吸附的油,重复操作10次,研究H C F的重复使用性能㊂2结果与讨论2.1H C F的结构表征2.1.1扫描电镜和X射线能谱图1为C F和H C F以及吸附使用后H C F的表面形貌图㊂碱处理过程有利于去除椰壳纤维表面的角质层,使纤维变细,形成很多的孔隙结621大连工业大学学报第43卷构[12]㊂孔隙结构的形成,为油品及溶剂的吸附提供了空间[13]㊂硅烷改性后,H C F的孔隙结构依然存在,说明疏水化改性对于材料的微观结构没有影响㊂使用后的H C F与使用前相比,仍然具有明显的孔隙结构,油吸附过程并未造成孔隙的减小或消失,这为材料的循环使用提供了可能㊂(a)C F(b)H C F(c)使用后H C F图1 C F㊁H C F和使用后H C F的S E M图F i g.1 S E Mi m a g e s o fC F,H C Fa n dH C Fa f t e r u s e图2为X射线能谱对H C F表面元素组成分析的结果㊂H C F表面主要含有C㊁O和S i元素,含量分别为63.52%㊁33.47%和4.01%㊂H C F中硅元素来源于甲基三甲氧基硅烷,说明在椰壳纤维中成功引入了疏水性基团㊂C和S i元素在椰壳纤维表面的气相沉积较为均匀,说明椰壳纤维表面具有分布均匀的烷基基团㊂疏水烷基的存在有利于提高H C F的油水选择性和吸附性能㊂(a)E D S谱图(b)元素分布图图2 H C F的E D S谱图和元素分布图F i g.2 E D Ss p e c t r u ma n de l e m e n t d i s t r i b u t i o n s o fH C F2.1.2红外光谱分析C F㊁A C F及H C F的红外光谱如图3所示㊂898c m-1是葡萄糖环的C1 H变形振动吸收峰[14],1384c m-1是纤维素㊁半纤维素和木质素的C H变形振动吸收峰;1051和1269c m-1归属于半纤维素和木质素的C O键伸缩振动吸收峰,1509c m-1归属于木质素的C C芳香骨架振动[15]㊂与C F相比,A C F在1736c m-1处的C O拉伸振动吸收峰消失,说明碱处理过程后椰壳纤维中的木质素与半纤维素成分消失[16]㊂H C F在783㊁1274c m-1出现S i O S i和C S i不对称拉伸特征振动吸收峰,在2969c m-1处出现了 C H3的伸缩振动吸收峰,这些特征峰的出现表明了甲基三甲氧基硅烷对椰壳纤维疏水改性的成功进行[17]㊂图3 C F㊁A C F及H C F的红外谱图F i g.3 F T-I Rs p e c t r a o fC F,A C Fa n dH C F2.1.3 X R D表征图4为C F㊁A C F及H C F的X R D图㊂C F㊁A C F及H C F的椰壳纤维都在2θ22.4ʎ出现明显的尖锐峰[12]㊂未处理的椰壳纤维经过碱处理后,去除了大量的无定形态的物质,因此A C F及H C F的晶型结构更加显著㊂硅烷化疏水改性发721第2期杨頔等:疏水性椰壳纤维的制备及其对油水体系的分离性能生于椰壳纤维表面,因此改性后的椰壳纤维仍然保持稳定的晶型结构㊂图4 C F ㊁A C F 及H C F 的X R D 图F i g.4 X R D p a t t e r n s o fC F ,A C Fa n dH C F 2.2 H C F 表面的疏水性能以静态水接触角为研究对象,研究了A C F 及H C F 表面的疏水性能,结果如图5所示㊂碱处理使椰壳纤维具有一定的吸附性能[18],同时也破坏了椰壳纤维的表面蜡质层[19],使其表面失去选择性㊂经过甲基三甲氧基硅烷疏水改性后,椰壳纤维表面覆盖了一层疏水烷基,水接触角为126ʎ,因此对油水呈现良好的吸附选择性㊂(a )A CF(b )H C F图5 A C F 及H C F 的接触角F i g .5 C o n t a c t a n gl e s o fA C Fa n dH C F 2.3 B E T 分析图6(a )为H C F 的吸附-脱附等温曲线㊂根据分类标准符合Ⅳ型吸附-脱附等温线,H 3型的滞后环体现了H C F 的介孔结构主要为裂隙孔,这与电镜扫描结果一致㊂图6(b )为H C F 的孔径分布曲线㊂H C F 的平均孔径为3.817n m ,比表面积为4.489m 2/g㊂相互贯穿的大尺寸裂隙孔也可以完成油品的多级输送,以实现材料快速达到吸附饱和㊂(a )吸附-脱附等温曲线 (b)孔径分布曲线图6 H C F 的B E T 曲线F i g.6 B E Tc u r v e s o fH C F 2.4 材料的吸附性能C F ㊁A C F 及H C F 对不同油和有机溶剂的吸附能力如表1所示㊂由表1可以看出,经过碱处理和疏水改性之后的材料的吸附能力具有不同程度的提高,其中对原油的吸附能力提高最为显著,由原来的5.75g /g 提高到9.07g /g ,吸附倍率提高到158%㊂吸附倍率的提高和有机物的密度及黏度有关,对泵油㊁机油㊁大豆油㊁氯仿等密度较大或黏度较高的有机物,在H C F 相同孔隙结构中的吸附能力更大,达到了12.88g /g [20]㊂考虑到椰壳纤维是一种可大量生产的低成本可再生原料,H C F 在油水污染治理中具有广阔的实际应用前景㊂表1 C F ㊁A C F 及H C F 对于不同油及有机溶剂的吸附倍率T a b .1 A d s o r p t i o n c a pa c i t i e s o fC F ,A C Fa n dH C Ft o d i f f e r e n t o i l s a n do r ga n i c s o l v e n t s g /g有机物C FA C FH C F泵油11.8513.1912.88葵花籽油6.689.598.49大豆油10.3313.9512.45机油8.6414.2712.27原油5.7515.839.07氯仿7.8211.9411.56821大 连 工 业 大 学 学 报第43卷2.5 材料的动态分离性能连续性分离是实现大规模油水体系处理的重要过程㊂图7为连续性分离水上浮油的实验装置图㊂从图中可以看出,经过染色的水上浮油(煤油)在几秒钟内就可以被分离㊁收集到抽滤瓶中,分离通量为57326.14L /(m 2㊃h )(0.09M P a)㊁分离效率为97.02%㊂H C F 可以实现水上浮油的大规模分离,具有很好的实际应用潜力㊂图7 H C F 在真空泵的作用下动态分离水上浮油F i g .7 H C Fd y n a m i c a l l y s e pa r a t e s o i l s l i c k f r o m w a t e r u n d e r t h e a c t i o no f v a c u u m p u m p2.6 H C F 的吸附速率和吸附动力学图8为H C F 对不同有机物吸附时间和吸附量之间的关系㊂在0~3m i n 各种有机物达到吸附饱和㊂改性后的椰壳纤维具有疏松的孔隙结构,因此,H C F 对不同有机物具有较快的吸附速率[21]㊂图8 H C F 对不同油及有机溶剂的吸附速率F i g .8 A d s o r pt i o n r a t e s o fH C Ft od i f f e r e n t o i l s a n d o r ga n i c s o l v e n t s 图9为以原油为例H C F 对有机物的吸附行为的动力学研究结果㊂准一级吸附动力学模型的相关系数及平衡吸附容量(R 2=0.9949,Q e =9.05g /g)要优于准二级吸附动力学模型(R '2=0.9165,Q 'e =8.95g /g ),这说明椰壳纤维吸附材料对油品的吸附作用主要是基于H C F 与油品之间的物理吸附,H C F 的多孔结构可以使油或有机溶剂在表面张力的作用下被存储,从而完成吸附过程㊂图9 H C F 对原油的吸附容量与时间的关系F i g .9 T h e a d s o r p t i o n c a p a c i t y ofH C Ft o c r u d e o i l a s a f u n c t i o no f t i m e2.7 H C F 的循环使用性能由图10可以看出,H C F 在循环使用过程中的挤压造成了部分不可逆的孔隙坍塌[22],吸附倍率从12.88g /g 经过10次吸附循环后下降到12.09g /g㊂循环使用10次后,H C F 对各种有机物的吸附量仍保持其初始吸附量的80%以上,说明H C F 具有一定的可压缩性和循环使用性能㊂图10 H C F 对3种油的吸附循环F i g .10 A d s o r p t i o n c y c l e s o fH C Ft o t h r e e t y pe s of o i l s 3 结 论以废弃物椰壳纤维为原料,经过简单的碱处理,利用MT M S 气相沉积法制备了疏水性椰壳纤维吸附材料(H C F )㊂所制备的H C F 具有大量的孔隙结构和良好的疏水性能,对不同有机物的吸附容量为8.49~12.88g /g,吸附时间小于3m i n ㊂通过连续化分离装置可以在0.09M P a压力下实现57326.14L /(m 2㊃h )的高通量油水分离,油水分离效率达97.02%,具有很好的应用前景㊂参考文献:[1]高桂明,陈春晖,朱军旗,等.纤维素纤维在溢油吸附材921第2期杨頔等:疏水性椰壳纤维的制备及其对油水体系的分离性能料中的应用现状[J].科技资讯,2021,19(1):65-67.[2]D E N G Y,Z HA N G G W,B A IR B,e t a l.F a b r i c a-t i o no fs u p e r h y d r o p h i l i ca n d u n d e r w a t e rs u p e r o l e o-p h o b i c m e m b r a n e sv i aa ni ns i t uc r o s s l i n k i n g b l e n d s t r a t e g y f o rh i g h l y e f f i c i e n to i l/w a t e re m u l s i o ns e p a-r a t i o n[J].J o u r n a l o fM e m b r a n eS c i e n c e,2019,569: 60-70.[3]刘状,高波,阚家文,等.一种用于高效净水的三维多孔吸附材料的制备及回收利用[J].当代化工研究, 2022(10):38-40.[4]I N C E M,K A P L A N I N C E O.A no v e r v i e w o fa d-s o r p t i o n t e c h n i q u e f o rh e a v y m e t a l r e m o v a l f r o m w a-t e r/w a s t e w a t e r:ac r i t i c a lr e v i e w[J].I n t e r n a t i o n a l J o u r n a l o fP u r ea n d A p p l i e dS c i e n c e s,2017,3(2): 10-19.[5]J I A N GZS,H OS H,WA N G X,e t a l.A p p l i c a t i o n o f b i o d e g r a d a b l ec e l l u l o s e-b 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滤料简介介绍
03
滤料的选择与使用
滤料的选择与使用
• 滤料是用于过滤、分离或纯化流体中的固体颗粒或杂质的材 料。它们在许多领域都有广泛应用，包括水处理、空气净化 、石油化工、制药等。了解滤料的选择、使用及相关注意事 项对于确保过滤效果和延长滤料寿命具有重要意义。
04
滤料的发展趋势与展望
滤料的发展趋势与展望
去除有害物质：通过滤料的吸附、化学 反应等作用，可以去除流体中的有害物 质，如重金属离子、有机物等。
滤料的分类
根据滤料的材质和结构特点，可以将其分为以下 几类
颗粒滤料：由颗粒状物质（如石英砂、活性炭） 构成的滤料。颗粒滤料具有较大的比表面积和孔 隙率，可实现高效的过滤和吸附。
纤维滤料：由天然纤维（如棉花、麻）或合成纤 维（如聚酯纤维、尼龙）用于空气 过滤、液体过滤等。
滤料的作用
滤料的主要作用是去除流体中的杂质和 颗粒，实现物质的分离和纯化。具体来 说，滤料的作用包括以下几个方面
保护下游设备：滤料可以作为预处理手 段，保护下游设备免受颗粒、杂质等的 损害。
控制流速：滤料可以提供一定的阻力， 控制流体的流速，确保过滤过程的稳定 进行。
去除悬浮物：滤料可以截留液体中的悬 浮物，使液体变得清澈透明。
• 滤料是用于过滤、分离、净化等工艺过程的一种重要材料。 它能够根据特定的物理、化学性质，实现对混合物中不同组 分的有效分离，广泛应用于空气过滤、水处理、石油化工、 冶金等领域。随着科技的进步和工业的发展，滤料也在不断 发展和完善。
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滤料简介介绍
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目录
• 滤料概述 • 常见滤料类型及其特性 • 滤料的选择与使用 • 滤料的发展趋势与展望
01
超疏水超亲油不锈钢滤网涂层的制备及表面润湿性研究
超疏水超亲油不锈钢滤网涂层的制备及表面润湿性研究1. 本文概述本文旨在探讨超疏水超亲油不锈钢滤网涂层的制备工艺，并对其表面润湿性进行深入研究。
超疏水超亲油材料作为一种特殊润湿性的表面，具有在油水混合体系中优先吸附油分、排斥水分的特性，因此在油水分离、油污清理、防腐蚀等领域具有广泛的应用前景。
不锈钢作为一种常见的工程材料，具有良好的机械性能和化学稳定性，因此成为制备超疏水超亲油滤网涂层的理想基材。
本研究首先通过文献综述，总结了目前超疏水超亲油材料的研究进展和应用现状，确定了以不锈钢为基材，采用化学修饰法制备超疏水超亲油滤网涂层的可行性。
随后，通过优化涂层制备工艺，实现了涂层在不锈钢表面的均匀覆盖和良好结合。
在此基础上，利用扫描电子显微镜（SEM）、能谱分析（EDS）、接触角测量仪等手段，对涂层的微观形貌、化学成分和表面润湿性进行了表征和测试。
研究结果表明，所制备的超疏水超亲油不锈钢滤网涂层具有优异的油水分离性能和稳定的润湿性。
在模拟油水混合体系中，涂层表现出良好的吸油能力和抗水性能，实现了高效、快速的油水分离。
涂层还具有良好的耐候性、耐磨性和耐腐蚀性，可在恶劣环境下长期稳定运行。
本文的研究成果不仅为超疏水超亲油不锈钢滤网涂层的制备提供了理论依据和技术支持，也为该材料在油水分离、油污清理等领域的实际应用提供了有益的参考。
同时，本文的研究方法和思路也可为其他类似润湿性材料的制备和应用提供借鉴和启示。
2. 实验材料与方法本研究主要采用316L不锈钢滤网作为基底材料，该滤网具有良好的耐腐蚀性和机械强度，孔径规格为50 m，确保其在实际应用中的过滤性能。
为了实现超疏水和超亲油特性，选用了一种含氟硅烷前驱体和低表面能聚合物复合的涂层材料体系。
通过溶剂法将氟硅烷单体与特定催化剂混合，在氮气保护下进行溶液聚合反应，得到稳定的氟硅烷预聚液。
随后，将低表面能聚合物溶解于适当的有机溶剂中，形成均匀溶液。
将两种溶液按照一定比例混合，并加入适量交联剂以增强涂层的稳定性和附着力。
基于油水分离的ZSM-5分子筛
基于油水分离的ZSM-5分子筛/石英复合材料的制备研究李盎 杨欣 刘思凡 童霏*程庆霖(江苏理工学院资源与环境工程学院 江苏常州 213001)摘要： 该文采用TEOS （正硅酸四乙酯）、Al 2（SO 4）3·18H 2O 为原料，以TPAOH 为模板剂，配制ZSM-5分子筛合成液，再以石英棉为载体，改变预处理条件与反应条件，合成ZSM-5分子筛/石英棉复合材料。
通过XRD、红外光谱、SEM 对产物进行表征，探究分子筛的生长情况。
通过油水分离实验，探究ZSM-5分子筛/石英棉复合材料的吸附性能与最适宜的油水比例。
在油水质量比例为1∶1时，2% NaOH 预处理石英棉后合成的ZSM-5石英棉复合材料的吸附性能最好，油水分离效率达95.92%。
关键词： ZSM-5分子筛 石英棉 油水分离 复合材料中图分类号： TM73文献标识码： A文章编号： 1672-3791(2023)16-0098-06Research on the Preparation of the ZSM-5 Molecular Sieve/Quartz Composite Based on Oil-Water SeparationLI Ang YANG Xin LIU Sifan TONG Fei *CHENG Qinglin(School of Resources and Environmental Engineering, Jiangsu University of Technology, Changzhou, JiangsuProvince, 213001 China)Abstract: This paper prepared ZSM-5 molecular sieve synthetic liquid with TEOS (tetraethyl orthosilicate) and Al 2(SO 4)3·18H 2O as raw materials and TPAOH as template agent, and changed pretreatment conditions and reac‐tion conditions to synthesize the ZSM-5 molecular sieve/quartz wool composite with quartz wool as the carrier. The product was characterized by XRD, infrared spectroscopy and SEM to investigate the growth procession of molecular sieve. Through oil-water separation experiments, the adsorption performance of the molecular ZSM-5 sieve/quartz wool composite and the optimum oil-water ratio were explored. When the oil-water mass ratio was 1∶1, the synthesized ZSM-5 quartz wool composite materials after 2% NaOH pretreating quartz wool had the bestadsorption performance, and the oil-water separation efficiency reached 95.92%.Key Words: ZSM-5 zeolite; Quartz wool; Oil-water separation; Composite material随着现代化产业的迅速发展，对原油的需求越来越大，而原油的开采量也变大，开采范围变广。
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疏水性石英砂滤料的制备及其油水分离研究
疏水性石英砂滤料的制备及其油水分离研究
一、引言
油水分离是环保领域中的重要课题之一。
由于油污水对环境的污染影响极大，因此研究高效的油水分离技术对于净化水资源具有重要意义。
近年来，疏水性石英砂滤料作为一种新兴的分离材料，受到了广泛关注。
二、疏水性石英砂滤料的制备方法
疏水性石英砂滤料是通过改良石英砂表面性质而制得的。
目前常用的制备方法主要有物理改性和化学改性两种。
物理改性主要是通过改变石英砂的表面粗糙度和孔隙结构，使其具有更好的疏水性能。
化学改性则是通过在石英砂表面涂覆一层疏水剂，使其表面形成疏水层，从而增强其疏水性。
三、疏水性石英砂滤料的油水分离机理
疏水性石英砂滤料的油水分离机理主要有两种：表面效应和过滤效应。
表面效应是指油水分子在石英砂表面的作用力，由于石英砂表面具有一定的疏水性，因此会使水分子更倾向于与石英砂表面结合，而油分子则相对较少与之结合，从而实现油水的分离。
过滤效应是指油水通过石英砂滤料时，油分子由于其粒径较大而被滤除，而水分子则可以通过滤料，实现油水的分离。
四、影响疏水性石英砂滤料油水分离效果的因素
影响疏水性石英砂滤料油水分离效果的因素有很多，主要包括滤料粒径、滤料层数、操作压力和流速等。
滤料粒径越小，油水分离效果越好，这是因为较小粒径的滤料更容易阻挡油分子的通过。
滤料层数越多，油水分离效果也会更好，因为多层
滤料可以增加分离面积，提高分离效率。
操作压力和流速越大，油水分离效果越好，但超过一定范围后会对滤料造成损伤，降低滤料的使用寿命。
五、疏水性石英砂滤料的应用前景
疏水性石英砂滤料具有较好的油水分离性能，因此在一些领域中有广泛的应用前景。
例如，工业废水的处理中，可以将疏水性石英砂滤料作为油水分离装置的关键部件，实现废水的净化与循环利用。
此外，疏水性石英砂滤料还可以应用在石油工业中，用于油品的分离和过滤，提高产品质量。
六、总结
疏水性石英砂滤料是一种具有良好油水分离性能的分离材料，在环保领域中有着广阔的应用前景。
通过改良石英砂的表面性质和结构，可以制备出疏水性石英砂滤料，并且通过调节滤料的相关因素，可以实现油水的高效分离。
疏水性石英砂滤料的应用前景广阔，将为环境净化和资源利用提供有效手段
综上所述，疏水性石英砂滤料在油水分离领域具有良好的应用前景。
滤料粒径、滤料层数、操作压力和流速等因素对油水分离效果有显著影响，通过调节这些因素可以实现高效的油水分离。
疏水性石英砂滤料可以在工业废水处理和石油工业等领域中应用，用于废水净化和油品分离，有助于环境净化和资源利用。
因此，疏水性石英砂滤料有着广阔的应用前景，并为环保和资源利用提供了一种有效的解决方案。