两亲特殊浸润性聚合物膜的制备及抗油污性能研究
超浸润膜材料的制备方法及其在含油污水处理中的研究与应用状况
超浸润膜材料的制备方法及其在含油污水处理中的研究与应用状况超浸润膜材料的制备方法及其在含油污水处理中的研究与应用状况一、引言近年来，随着工业化进程的不断加快，含油污水问题日益突出。
传统的油水分离方法往往存在能耗高、设备复杂、处理效果差等问题，因此迫切需要一种高效、经济、环保的油水分离技术。
超浸润膜材料由于其良好的分离效果和很强的油水亲和性，成为当今油水分离领域的研究热点。
二、超浸润膜材料的制备方法1. 化学沉积法化学沉积法是一种常用的超浸润膜制备方法。
其步骤包括溶液配制、基底处理、化学反应、热处理等。
通过控制反应物的摩尔比例和反应条件，可以得到具有不同结构和性能的超浸润膜材料。
2. 溶胶-凝胶法溶胶-凝胶法是一种常见的制备超浸润膜的方法。
该方法通过溶胶的形成和凝胶的固化过程，在基底表面形成超浸润膜。
溶胶-凝胶法制备的超浸润膜具有较好的结构稳定性和分离性能。
3. 界面聚合法界面聚合法以界面反应为基础，通过化学反应或物理吸附，在基底表面生成聚合物超浸润膜。
界面聚合法能够制备出具有高分离效率和较好抗污染性能的超浸润膜。
三、含油污水处理中的研究与应用状况1. 研究进展国内外学者们在超浸润膜材料的研究方面取得了许多进展。
一方面，他们通过改变超浸润膜的表面形貌和化学组成，提高了超浸润膜的分离效果和抗污染性能。
另一方面，他们还研究了超浸润膜的可持续性和循环利用性，使之更加符合环境保护的需求。
2. 应用状况超浸润膜材料在含油污水处理中已经得到了广泛的应用。
使用超浸润膜进行油水分离可以实现高效、快速的分离，并且具有一定的经济性和环保性。
超浸润膜材料也被应用于不同领域的油水分离设备中，如海洋油污染应急处理、工业废水处理等。
四、存在的问题与展望虽然超浸润膜材料在含油污水处理中的应用前景广阔，但也存在一些问题亟待解决。
首先，超浸润膜材料的制备方法相对复杂，成本较高，需要进一步优化和改进。
其次，超浸润膜的抗污染性能仍然不够理想，长期使用后易产生堵塞现象。
两亲性Janus SiO2稳定苯丙乳液的制备及其驱油性能研究
两亲性Janus SiO2稳定苯丙乳液的制备及其驱油性能研究两亲性Janus SiO2稳定苯丙乳液的制备及其驱油性能研究摘要：近年来，Janus颗粒由于其特殊的表面性质，在油水分离、催化反应、生物医学等领域展示出巨大的潜力。
本研究以聚苯乙烯 (PS)/二氧化硅 (SiO2) 两亲性Janus SiO2颗粒为研究对象，探究其在稳定苯乙乳液中的应用及其驱油性能。
关键词：两亲性Janus SiO2颗粒；稳定苯乙乳液；驱油性能；聚合成核；分散性能1. 引言近年来，Janus颗粒由于具有两对称的、接触角较大的不同化学性质的表面而备受关注。
这种独特结构使得Janus颗粒能够同时与两种不同性质的物质相互作用。
在油水分离、染料的分离和回收、表面改性和生物医学等领域具有广泛的应用潜力。
苯乙烯丙烯酸酯 (Styrene-butyl acrylate, SBA) 乳液作为一种常见的驱油剂，其稳定性是一个重要的问题。
传统的驱油剂稳定剂往往面临着固体颗粒的沉积和胶体颗粒的聚集等问题。
因此，寻找一种高效、稳定的驱油剂稳定剂具有重要的科学和工程意义。
2. 实验方法2.1 颗粒合成采用溶剂挥发法制备PS/SiO2两亲性Janus颗粒，将SiO2颗粒表面修饰聚苯乙烯，通过沉积聚苯乙烯，然后在高温下猛烈挥发。
通过改变PS的覆盖度和SiO2颗粒的大小，制备了一系列不同特性的PS/SiO2 Janus颗粒。
2.2 乳液制备将制备得到的Janus颗粒加入苯乙乳液中，通过适当的搅拌和超声处理，制备出稳定的苯乙乳液。
3. 结果和讨论通过扫描电子显微镜 (SEM) 观察到制备得到的PS/SiO2颗粒呈现明显的两亲性，其中一侧为聚苯乙烯，另一侧为二氧化硅。
通过动态光散射 (DLS) 测试表明，添加Janus颗粒后的乳液粒径分布均匀，粒径小且稳定性良好。
进一步研究发现，随着PS覆盖度的增加，Janus颗粒在乳液中的分散性能明显改善。
同时，随着SiO2颗粒大小的增加，乳液的稳定性得到进一步增强。
两亲聚合物驱在油田应用进展研究
随着我 国国民经济稳定增长 ， 对 石油 的需求不断提高 ， 驱 油剂和驱油技术进步对满足我 国日益增长的石油需
随 着 我 国国 民经 济 稳 定 增 长 ，对 石 油 的 需 求 不 断提 高 。
说， 两 亲 聚 合 物 渗 流 过程 中有 以 下几 种 滞 留方 式 和 状 态 ：
２ ０ １ ０年 ， 我 国石油对外依存度 已超过 ５ ０％， 国家面 临重大经 济和国家安全问题。提 高原油产 量途径一方面 是加大勘探力 度 以寻找新的储量，另一方面 是大力提高己开 发油 田剩余油 采收率 ，而化学驱是我国主要的三次采 油方法 。三 次采油 的 目标是最大限度地提高驱油剂在油藏 中的波及体积和洗油效 率从而大幅度提高原油采收率。波及体积 的扩大要求驱油剂 具有很好的增粘特 性和 良好 的控 制流度 能力，洗油效率 的提 高要 求驱 油剂与原油能形成超低界面张力或与原油 能发生乳 化 以大幅度减小毛管力。化学驱技术在 我国发 展很 快，其 中 聚 合 物 驱 技 术 己实 现 工 业应 用 ，可 以在 水 驱 基 础 上 提 高 原 油 采收率 １ ０ ％ 以上 ， 三元（ 碱／ 表面活性剂／ 聚合 物 ） 复合 驱 技 术 也 在 工业推 广应 用， 在水驱基础上可 以提高原油采收率 ２ ０％以 上， 仅大庆油 田就可以增 加可采 原油储 量 １ ２亿吨 以上 ， 聚合 物每年增加原油产量达 １ ２ ０ ０多万 吨。可 见， 驱油剂和驱油技 术进步对满足我 国 日益增长 的石油 需求具有重大意义 。 １ 两亲聚合物特性研究 目前 聚合 物 驱 和 复 合 驱所 用 的 聚合 物 多为 相 对 分 子 质量 较 高 的 部 分水 解 聚 丙烯 酰 胺 （ ＨＰ Ａ Ｍ） ， 在 实 际应 用 时主 要 存在 着下述 问题： （ １ ） 由于相对分子质量较高和碳链较长聚合物易 发生剪切 降解 ； （ ２ ） 亲水基团羧酸根对高价金属离子非常敏感 ； （ ３ ） 温度大于 ７ ０℃时易发生水解； （ ４ ） 不具有疏水基团、 不能 形成 聚集体和不具备乳化作用 。以 Ｈ ＭＰ Ａ Ｍ 为例 ， 在稀 溶液 中， 两 亲 聚合 物 以分 子 内缔 合 为 主 ， 溶 液 中存 在 的主 要 是 单分 子胶束 ， 溶液表观粘度与 ＨＰ Ａ Ｍ 相差不大 ， 由于 Ｈ ＭＰ ＡＭ 分 子 量 相 对 低 于 ＨＰ Ａ Ｍ ，ＨＭＰ Ａ Ｍ 溶 液 表 观 粘 度 甚 至 要 低 于
一种抗温耐盐型水溶性两亲聚合物稠油降粘剂的合成及性能研究
一种抗温耐盐型水溶性两亲聚合物稠油降粘剂的合成及性能研究周继柱;时武龙;付增华;冷传志;王国瑞【摘要】以丙烯酰胺、疏水烷基丙烯酰胺、丙烯酰胺基烷基氯化铵季铵盐和非离子聚醚丙烯酸酯四元无规共聚，合成了一种抗温耐盐型水溶性两亲聚合物稠油降粘剂，其降粘稠油的能力优于OP-10小分子表面活性剂降粘剂、普通聚合物以及聚表二元复合体系；在1500 mg/L低使用浓度，对中低粘度稠油，无掺稀油条件下，降粘率超过98%，可完全替代掺稀油开采；对中高粘度稠油，降低稀油掺稀量70%~85%以上，降粘率超过98%，降粘后稠油体系粘度小于2000 mPa·s。
%A series of salt and temperature resistanee amphiphlie polymer viseosity redueers were synthe-sized by using aerylamide( AM)and alkyl aerylamide,alkyl ehloride quaternary ammonium salt and non-ionie polyether aerylie ester. The amphiphlie polymer viseosity redueers has better viseosity reduee proper-ties than OP-10 and polyaerylamide. At the eoneentration of 1 500 mg/L and at 50℃,the rate of viseosity redu etion of amphiphlie polymer viseosity redueer ean reaeh 98% aim at low and medium viseosity of heavy oil,ean replaee exploit heavy oil mixed thin oil eompletely;aim at high viseosity of heavy oil,the rate of viseosity reduetion ean reaeh 98% with redueing thin oil(70% ~85%),the viseosity of heavy oil ean downgrade to 2 000 mPa·s.【期刊名称】《应用化工》【年(卷),期】2014(000)010【总页数】4页(P1843-1846)【关键词】稠油降粘;两亲聚合物;抗温耐盐;水溶性【作者】周继柱;时武龙;付增华;冷传志;王国瑞【作者单位】新疆天普石油天然气工程技术有限公司，新疆轮台 841600; 东营市智水环保科技有限公司，山东东营 257000;新疆天普石油天然气工程技术有限公司，新疆轮台 841600;新疆天普石油天然气工程技术有限公司，新疆轮台841600;新疆天普石油天然气工程技术有限公司，新疆轮台 841600; 东营市智水环保科技有限公司，山东东营 257000;新疆天普石油天然气工程技术有限公司，新疆轮台 841600【正文语种】中文【中图分类】TQ317.5;O633.4;TE357.46随着世界能源供应日趋紧张，储量丰富的稠油日益引起各国的重视。
两亲特殊浸润性聚合物膜的制备及抗油污性能研究
两亲/特殊浸润性聚合物膜的制备及抗油污性能研究工业产生的含油废水以及时有发生的溢油事故对生态环境和人类健康产生了巨大威胁。
压力驱动型的膜分离技术由于具有高分离效率、低能源消耗和容易放大等优势,成为含油废水处理的一个有效策略。
由于具有适宜孔径而且不需要脱乳化过程即可去除乳化油滴,超滤膜在分离油水混合物(特别是油水乳液)方面展现出独特优势。
然而,污损物通常会沉积在膜表面或堵塞膜孔道产生膜污损,从而显著降低膜的通量和选择性能,因此膜污损成为制约膜技术广泛应用的瓶颈。
基于此,构建具有低污损甚至无污损的聚合物膜并用于油水分离有着重要理论意义和应用价值。
常规构建抗污膜的方法主要是依靠强化其表面亲水性,亲水组分与水形成的致密水合层及立体排斥作用可显著降低污损物与表面之间的非特异性吸附作用,从而赋予膜优异的抗污性能。
亲水改性膜对由蛋白质、微生物等引起的生物／有机污损具有较好的抗污效果,但对棘手的油类污损的控制却不甚理想。
相比于常规有机污损物(BSA和多糖等),表面张力较低(20-30 mN/m)、粘度较大的油滴具有更加复杂的污损过程。
油滴很容易在亲水性膜表面聚并、铺展、迁移形成连续油污损层,从而使通量明显衰减并降低膜的持久使用性能。
为解决油水分离过程中聚合物膜污损问题,本论文基于两个思路来构建具有优异抗油污性能的聚合物膜材料。
一方面在常规亲水化抗污改性基础上,在膜表面同时引入具有污损释放性能的低表面能组分(如含氟聚合物),所形成的低表面能微区可有效降低污损物与膜表面之间的极性或者氢键作用强度,并赋予膜表面优异的自清洁性能。
首先借助RAFT可控自由基聚合方法合成多种微观序列结构的两亲性含氟共聚物,通过非溶剂诱导相转化方法结合改性剂的原位表面偏析过程构建了多种具有优异抗污损性能的两亲性聚合物膜表面。
另一方面,论文还基于水下抗油污鱼鳞表层和贻贝粘附特性,借助壳聚糖的强亲水性和多巴胺的氧化自聚合反应,仿生构建了具有高度亲水和水下超疏油性能的PVDF膜表面。
含氟两亲性聚合物刷构筑及防污应用研究进展
含氟两亲性聚合物刷构筑及防污应用研究进展田澍;刘文庆;刘志雄;蒲吉斌;王立平【期刊名称】《表面技术》【年(卷),期】2017(46)11【摘要】表面接枝聚合物刷是一种改善表面理化性质,防止蛋白质等生物大分子和其他污损生物吸附的有效方法。
含氟聚合物由于其强疏水性、低表面能和低表面粘附力等特点,是构建两亲性聚合物刷的理想组分之一。
本文概述了含氟两亲性聚合物刷的构筑方法、种类和防污机理,着重介绍了该类涂层在抗蛋白、抗菌、藻类以及其他污损生物吸附方面的最新研究成果,详细分析了含氟两亲性聚合物刷化学组成、表面重构和弹性模量等因素对微相分离行为以及防污性能的影响规律。
亲疏水组分比例会对涂层的相分离行为产生影响,改变亲疏水组分比例可以形成不同尺度、不同形貌的相分离结构,进而影响涂层的防污性能。
亲疏水组分的连接方式会影响涂层表面的重构行为,实现涂层亲疏水性能的转变,进而实现调控涂层表面的防污行为。
从分子设计层面初步揭示了含氟两亲性聚合物刷的防污机理。
最后指出构筑新型的多种防污机制协同作用的多功能化含氟两亲性聚合物刷,是未来两亲性聚合物涂层的主要发展方向。
【总页数】6页(P110-115)【关键词】氟元素;两亲性;聚合物刷;抗蛋白;抗菌;防污【作者】田澍;刘文庆;刘志雄;蒲吉斌;王立平【作者单位】上海大学材料研究所微结构重点实验室;中国科学院宁波材料技术与工程研究所海洋新材料与应用技术重点实验室【正文语种】中文【中图分类】TG147【相关文献】1.新型含氟聚合物低表面能防污涂层的研究进展 [J], 李江;汪国庆;丁春华;姜宏2.含氟两亲性嵌段聚合物乳液的合成 [J], 冯春燕;李玉国;候影飞3.海洋防污涂层用含氟聚合物设计研究进展 [J], 程德书;肖旺钏;赵炎;念保义;罗菊香4.含全氟聚醚二元嵌段共聚物构筑的防污涂层 [J], 廖乾勇;杨公华;林树东;钟志伟;胡继文;袁珊5.AGET-ATRP乳液聚合法合成含氟两亲性嵌段聚合物 [J], 冯春燕因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
水溶性两亲聚合物稠油乳化剂的制备及驱油效率
两亲聚合物具有较大的空间位阻作用，分子聚 集的吉布斯自由能较大，分子中的表面活性剂单元 与原油的乳化作用大大强于表面活性剂胶束与原 油的乳化作用，因而具有更强的乳化稳定性。由于 两亲聚合物是改性聚丙烯酰胺，其产出液与常规聚 丙烯酰胺的处理方法相同［4-6］，因此简化了污水处理 工艺。此外，两亲聚合物可与稠油形成 O/W 乳液， 对稠油具有乳化降黏作用Байду номын сангаас两亲聚合物单剂可避 免 ASP 三元复合体系在油藏中的色谱分离，具有较 好的注入性和流度控制能力［6］。驱油实验证明，具
第 36 卷第 2 期
陈明贵，陈登亚，梁洁等：水溶性两亲聚合物稠油乳化剂的制备及驱油效率
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有较高流度控制作用和乳化作用的两亲聚合物 在非均质稠油油藏化学驱中具有较大的应用潜 力 。 ［7-8］ 在传统蒸汽吞吐的基础上复配两亲聚合物 降黏剂的稠油蒸汽吞吐改善技术，能够扩大蒸汽波 及体积、提高热采洗油效率，从而改善稠油油田的 蒸汽吞吐开发效果［9-10］。水溶性两亲聚合物在化学 驱和化学增效热采中均具有潜在的应用优势，是一 种新的低成本提高采收率的化学剂。刚性基团苯 乙烯磺酸纳的引入可使聚合物中表面活性单体的 摩尔含量从 0.3%提高到 0.9%，提高了聚合物的表面 活性，使得两亲聚合物具有良好的乳化降黏作用和 沥青分散能力。研制和开发地层适用的具有强乳 化作用的含刚性基团的两亲聚合物对化学驱油有 重要意义。
基于特殊润湿性的油水分离材料的制备和性能研究
摘要随着化学工业及石油产业的飞速发展，日益增多的工业含油废水和油品泄漏事故已经在全世界范围内造成了严重的环境和生态问题。
然而，几乎所有传统的油水分离方法都存在分离效率和能耗方面的问题，且会带来环境方面的担忧。
因此，含油污水及其相应的油水分离技术已经引起了各国政府及研究人员的广泛关注。
随着对自然界中生物的超润湿性现象的研究和固体表面界面理论的发展，通过模仿自然界中的超润湿现象构建具有超疏水超亲油性的材料表面界面在油水分离等领域展现出了广阔的应用前景。
从目前研究来看，超疏水的油水分离材料主要分为二维（2D）网状过滤材料和三维（3D）多孔吸收材料。
2D网状基材的机械性能和3D多孔基材的重复使用性很有限，并且基材表面的粗糙结构较脆弱，极易损坏，从而使超疏水性难以持久。
这些缺陷极大地限制了超疏水油水分离材料的应用。
针对这些问题，本研究以具有良好物理机械性能的金属铜（铜网和泡沫铜）为基材，通过不同表面改性方法，设计与制备了一系列用于油水分离的超疏水或高疏水表面。
利用场发射扫描电子显微镜（FE-SEM）、X射线光电子能谱（XPS）表征了改性基材表面的化学成分和物理形貌变化；通过测定表面水接触角（WCA）评估改性基材的表面润湿性；通过自制的油水分离装置测试改性基材的油水分离性能。
研究结果为基于特殊润湿性的油水分离材料的设计与制备奠定了坚实的理论和实验基础。
研究的主要内容和结果如下所述：(1)以铜网为基材，首先采用硝酸（HNO3）刻蚀法在铜网表面上构造粗糙结构，再分别用正十二硫醇（NDM）和十七氟癸基三甲氧基硅烷（FAS）两种低表面能物质对刻蚀后的铜网进行疏水改性，制备出一系列改性铜网；考察了HNO3刻蚀时间、铜网目数和低表面能物质对改性铜网表面润湿性的影响，并研究了改性铜网的油水分离性能。
研究表明，延长刻蚀时间、增加铜网目数有利于提高改性铜网的接触角；此外，FAS和NDM 低表面能物质均能提高表面疏水性，且FAS疏水改性的效果相比NDM好。
具有特殊润湿性材料的制备及其油水分离应用研究
摘要工业化生产和人类生活中产生的含油废水的肆意排放以及海上石油泄漏事故的频繁的发生不仅造成了能源的浪费，也对生态环境带了巨大的灾难。
随着界面科学和仿生学的快速发展，人们制备出对油和水展现出不同润湿性的材料，并将其应用于油水分离领域，实现了油水混合物的快速高效地分离。
众所周知制备上述具有特殊润湿性油水分离材料最关键的就是合理调控表面粗糙度和表面自由能。
依据这一基本原理，我们选用铜网，棉布和不锈钢网这类常规材料作为基底，通过不同的方法制备得到多种具有特殊润湿性的油水分离材料，从而适应不同需求下的油水分离。
本文研究内容如下：（1）首先采用简单的液相沉积的方法在铜表面沉积具有微/纳米级的二元结构的Cu2S@Cu2O膜，从而极大地增加了铜表面的粗糙度，再经低表能物质聚二甲基硅氧烷（PDMS）修饰后，该表面的水接触角大于150°，展现出优异的超疏水性。
同时，该表面具有较好的存储稳定性。
同时，采用同样的方法制备得到超疏水/超亲油的铜网，该铜网能够实现不同油水混合物的分离，分离效率均高于94%，显示出优异的油水分离性能。
（2）通过简单的一步浸渍涂膜法在棉布表面涂覆可交联的含POSS的氟化聚合物(P(MMA-BA-HEMA-FMA-SMA-MAPOSS))制备得到超疏水/超亲油棉布。
该聚合物是通过溶液自由基聚合法合成得到的。
涂膜后的棉布水接触角大于150°，油接触角为0°，展现出超疏水/超亲油特性。
并且制得的棉布经过超声和热处理后依然保持着超疏水性，同时对于酸性和碱性液滴也显示出超疏性。
另外，该棉布可以成功地实现多种油水混合物的分离，分离效率均高于96%，不仅如此，该棉布重复分离正己烷/水50次后，依然保持着较高的分离效率。
（3）为了解决超疏水/超亲油型油水分离材料容易被油污染的问题，采用聚二甲基二烯丙基氯化铵（PDDA）和埃洛石纳米管（HNTs）为原料，通过层层自组装的方法制备得到稳固的超亲水/水下超疏油不锈钢网。
特殊浸润表面材料的构建及其在油水分离中的应用研究
特殊浸润表面材料的构建及其在油水分离中的应用研究特殊浸润表面材料的构建及其在油水分离中的应用研究近年来，随着环境保护意识的增强和油污染问题的日益严重，油水分离技术备受关注。
特殊浸润表面材料作为一种重要的技术手段，对于高效地实现油水分离具有重要意义。
本文将重点探讨特殊浸润表面材料的构建方法以及其在油水分离中的应用研究。
特殊浸润表面材料的构建主要通过表面改性来实现。
常见的改性方法包括表面化学改性、物理改性和结构改性等。
表面化学改性主要利用化学反应将特定的功能基团引入材料表面，以实现特殊浸润性。
物理改性主要通过控制材料的纹理和形貌来改善其浸润性能。
结构改性则通过搭建微纳米级结构来实现材料表面的特殊浸润性质。
在油水分离领域，特殊浸润表面材料的应用广泛且具有广阔的发展前景。
首先，特殊浸润表面材料可以用于高效的油水分离。
由于特殊表面材料对油和水的选择性能强，可以实现高效分离，并且在分离过程中不会对环境造成二次污染。
其次，特殊浸润表面材料还可以用于油污染的修复。
特殊浸润表面材料可以吸附和捕获油污染物，达到快速清除和修复油污染的目的。
此外，特殊浸润表面材料还可以用于构建自清洁表面，实现自动去除附着在表面上的油污染物。
在构建特殊浸润表面材料时，需考虑材料的稳定性、可持续性和可再生性等因素。
例如，材料在长期使用过程中是否具有稳定的化学和物理性质是关键因素之一。
另外，材料的可持续性和可再生性也是目前研究的热点之一。
例如，研究人员可以利用可再生资源制备特殊浸润表面材料，以减少对非可再生资源的依赖，同时减少对环境的污染。
特殊浸润表面材料在油水分离中的应用研究还面临一些挑战。
首先，如何提高特殊浸润表面材料的分离效率仍是一个难题。
虽然已有部分特殊浸润表面材料能够实现高效的油水分离，但仍需进一步提高效率才能满足实际应用需求。
其次，特殊浸润表面材料的稳定性与可持续性亟待解决。
如何在材料的使用过程中维持其特殊浸润性，以实现长时间的稳定运行，是研究人员需要解决的问题。
特殊浸润性纳米纤维膜材料在油水分离中的运用研究
特殊浸润性纳米纤维膜材料在油水分离中的运用研究摘要：采油及工业生产过程产生了大量的含油废水，对生态系统和人类健康产生巨大的威胁，因此油水分离技术已成为重要的研究课题。
常用的含油污水处理技术有吸附法、聚结法、气浮法等，但存在选择性低、能耗高、产生二次污染等问题。
膜分离技术因低成本、高分离效率、易操作、无需二次添加等优点引起研究者的广泛关注。
然而，在处理含油污水时，膜材料面临着膜污堵或变形的问题，导致膜通量、分离效率和寿命降低。
因此，开发高效、稳定、绿色的油水分离膜刻不容缓。
关键词：油水分离；特殊浸润性；纳米纤维膜材料引言水是生命的源泉，然而由于频发的油类物质泄漏事故以及工农业生产和交通运输业含油废水的排放，水体油污染问题日益严重，对全球生态环境及人体健康造成了重大威胁。
因此，对含油污水进行高效分离净化处理对于环境保护和人类社会的可持续发展具有重要意义。
传统分离技术如吸附法、浮选法、生物降解法、化学絮凝法等，虽能在一定程度上处理含油污水，但存在分离精度低、处理周期长、易导致二次污染以及适用范围较窄等不足。
膜分离法因具有较高的油水分离精度、无二次污染、操作简单且易于规模化应用等优势，成为新型高效油水分离技术研究的热点。
由于膜分离技术的核心部件是专用高效的油水分离膜，为此研究人员在油水分离膜制备工艺、膜表/界面润湿性调控等方面做了大量工作，以期能进一步提高现有高分离膜的应用性能。
1常规油水分离纳米纤维膜1.1超亲水疏油纳米纤维膜超亲水疏油纳米纤维膜是一类具有超亲水表面的材料，可以过滤水而阻止油通过。
通过添加亲水性小分子或沉积、涂覆亲水聚合物的方法可以提高纤维膜的亲水性。
将氢氧化钠添加到聚砜／二甲基甲酰胺溶液中进行静电纺丝，并采用界面聚合的方法将聚酰胺沉积到纳米纤维膜的表面。
在聚砜含量为２０％（质量分数）的纺丝液中添加１．７％（质量分数）氢氧化钠，可以使纳米纤维膜的水接触角从１３０°降低到１３°，并且在连续３次油水分离操作后仍有５．５ｍ３／ｍ２的通量，纤维膜具有良好的亲水性和重复使用性。
一种驱油用两亲聚合物溶液性能研究
一种驱油用两亲聚合物溶液性能研究作者：张红艳康万利来源：《当代化工》2019年第12期摘 ; ; ;要：通过激光光散射仪和扫描电镜对两亲聚合物（AP）溶液微观形态进行了研究，结合界面张力仪和流变仪对两亲聚合物性能进行了探讨。
结果表明，AP溶液的临界胶束浓度（CMC）为1 000 mg·L-1，当AP溶液浓度低于CMC时，溶液中自由链与单分子胶束发生聚集交联，形成具有一定网络结构的单分子胶束聚集体，使AP溶液表现出以弹性为主的特征;当AP溶液浓度高于CMC时，溶液中会形成多分子胶束以及胶束的聚集体，随着AP溶液浓度的增加，多分子胶束和胶束的聚集体交联成了超分子结构的空间网络。
AP溶液对油-水界面张力的降低最低可达10 mN·m-1左右。
关 ;键 ;词：两亲聚合物;界面张力;临界胶束浓度;扫描电镜中图分类号：TE39 ; ; ;文献标识码： A ; ; ;文章编号： 1671-0460（2019）12-2820-04Abstract： The microscopic morphology of the amphiphilic polymer （AP） solution was studied by laser light scattering and scanning electron microscopy. The characteristics of the amphiphilic polymer were investigated by means of interfacial tension meter and rheometer. The results indicated that the critical micelle concentration （CMC） of AP solution was 1 000 mg·L-1. When the concentration of AP solution was lower than CMC， the free chains in the solution aggregated and crosslinked with the monomolecular micelles to form monomolecular micelles aggregates with a certain network structure， which made the AP solution show the characteristics ofelasticity; when the AP solution concentration was higher than CMC， multi-molecule micelles and micelle aggregates were formed in the solution. With the increase of the concentration of AP solution， the multi-molecular micelles and micellar aggregates crosslinked into supramolecular networks. The AP solution reduced the oil-water interfacial tension up to 10 mN·m-1.Key words： Amphiphilic polymer; Interfacial tension; Critical micelle concentration; Scanning electron microscopy兩亲聚合物的的基本结构是分子链中同时含有疏水链段和亲水链段，也称为疏水缔合聚合物或聚表剂。
两亲型聚合物表面活性剂复合驱油剂的性能研究
两亲型聚合物/表面活性剂复合驱油剂的性能研究作者姓名：专业:班级：指导教师：摘要通过研究不同分子结构的表面活性剂，包括阴离子表面活性剂十二烷基苯磺酸钠（SDBS）、十二烷基硫酸钠（SDS），非离子表面活性剂辛基酚聚氧乙烯醚（OP-10），阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）和两性离子表面活性剂甜菜碱（BS-12），在纯水以及盐水中对两亲型聚合物改性黄原胶的表观粘度、表面张力、界面张力的影响。
结果显示，五种不同性质的表面活性剂的加入对复合体系的表观粘度在一定范围内都起到了增粘效果，而超过这个范围后表观粘度会逐渐降低直到趋于稳定；表面活性剂的加入在较低浓度范围内，复合体系的表面张力和界面张力降低，随着浓度的增加降低效果减缓并逐渐趋于稳定。
当C p = 1.0 g/L时，加入1 mmol/L SDBS，表观粘度从70 mPa·s上升至102 mPa·s，表面张力从57.48 mN/m下降至53.37 mN/m；SDBS对聚合物的增粘效果最佳。
关键词：表面活性剂聚合物表观粘度表面张力界面张力溶液性能Amphiphilic polymer/surfactant binarycomplex flooding performance studyAbstract: According to research various types of surfactants such as anionic s urfactant sodium dodecylbenzenesulfonate (SDBS), sodium dodecyl sulfate (SD S), non-ionic surfactant Betaine （BS-12）octylphenol poly ether (OP-10), catio nic surfactant cetyltrimethylammonium bromide (CTAB), and zwitterionic surfact ants Betaine on the apparent viscosity and surface tension of temperature and s alt resistance polymer , The results showed that SDBS is the best surfactant o n the viscosity increase of the polymer .The results show Because the nature of five different surfactants addition on the apparent viscosity of the composite sy stem have played in a certain range of the tackifying effect ,And over this rang e will be gradually reduced until after the effect of stabilizing ,The addition of surf actant concentration in the lower range of the composite system reduces the surface tension and interfacial tension ,With the effect of reducing the concentration of slow and gradually increase the stable When Cp = 1g / L, ηapp increased fro m 70 mPa • s to 102 mPa • s when adding 1 mmol / L SDBS and σ decrea sed from 57.48 mN / m to 53.37 mN / m;Key words:surfactants；polymer；apparent viscosity；surface tension；solution properties第一章前言 (4)1.1 石油的重要性以及提高原油采收率的技术 (4)1.1.1 石油的重要性 (4)1.1.2 原油的开采及增产措施 (4)1.1.3 聚合物/表面活性剂复合驱油剂国内外研究现状 (6)1.2 目前在生产中使用的的聚合物种类 (8)1.3.1 耐温抗盐聚合物的分类 (8)1.3.2聚合物的发展前景 (10)1.4表面活性剂 (10)1.4.1 驱油用表面活性剂 (10)1.4.2 水溶性聚合物/表面活性剂的作用方式 (10)1.4.3 影响聚合物/表面活性剂的因素 (11)1.4本文的主要研究方向 (14)1.5 主要研究内容 (15)第二章实验内容 (15)2.1 实验准备 (15)2.1.1 化学试剂 (15)2.1.2 仪器与设备 (16)2.2聚合物/表面活性剂复合溶液的配制 (16)2.3聚合物溶液固含量的测定 (16)2.5聚合物/表面活性剂混合溶液的表观粘度的测定 (17)2.5.1 混合溶液配制 (17)2.5.2 复合体系粘度的测定 (17)2.6 表面张力及界面张力的测定 (17)第三章结果和讨论 (18)3.1表面活性剂对聚合物/表面活性剂溶液粘度的影响 (18)3.1.1 非离子表面活性剂OP-10对复合体系溶液粘度的影响 (18)3.1.2 阳离子表面活性剂CTAB对复合体系粘度的影响 (19)3.1.3 阴离子表面活性剂SDBS对复合体系表观粘度的影响 (21)3.1.4 阴离子表面活性剂SDS对复合体系粘度的影响 (22)3.1.5 两性表面活性剂甜菜碱对复合体系溶液粘度的影响 (25)3.2 表面活性剂对聚/表复合体系溶液表面张力的影响 (26)3.2.1 阴离子表面活性剂SDS对复合体系溶液表面张力的影响 (27)3.2.2 阴离子表面活性剂SDBS对复合体系盐溶液表面张力的影响 (28)3.2.3两性离子表面活性剂甜菜碱对复合体系表面张力的影响 (29)3.2.4 阳离子表面活性剂CTAB对复合体系表面张力影响 (29)3.2.5非离子表面活性剂OP-10对复合体系表面张力影响 (30)3.3 表面活性剂对聚/表复合体系溶液与原油界面张力的影响 (31)3.3.1 阴离子表面活性剂SDBS对复合体系界面张力的影响 (31)3.3.2 阴离子表面活性剂SDBS对复合体系界面张力的影响 (32)3.3.3 阳离子表面活性剂CTAB对复合体系界面张力影响 (33)3.3.4 非离子离子表面活性剂OP-10对复合体系溶液界面张力影响.. 343.3.5两性离子表面活性剂甜菜碱对界面张力的影响 (35)结论 (37)致谢 (38)参考文献 (39)第一章前言1.1石油的重要性以及提高原油采收率的技术1.1.1石油的重要性石油既是一种重要的能源，又是一种重要的化工原料，在国民经济中占有十分重要的作用，有“工业血液”之称。
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采用 FTIR、1H NMR与 DSC等表征方法测定了这些共聚物的化学结构与组成、 玻璃化转变温度等 , 将这些改性剂用于 PES膜的共混改性 , 系统研究了共聚物改 性剂序列结构的差异对 PES改性膜的表面化学组成、 表面性能以及抗污性能的影 响规律。分析表明 , 三种不同序列结构共聚物在相转化过程中的表面偏析能力为 P(PEG-co-TFOA)< P(PEG-grad-TFOA)< P(PEG-b-TFOA) 。
溶剂诱导相转化方法结合改性剂的原位表面偏析过程构建了多种具有优异抗污 损性能的两亲性聚合物膜表面。
另一方面 , 论文还基于水下抗油污鱼鳞表层和贻贝粘附特性 , 借助壳聚糖的 强亲水性和多巴胺的氧化自聚合反应 , 仿生构建了具有高度亲水和水下超疏油性 能的 PVDF膜表面。将以上两个思路构建的抗污膜材料应用于油水分离 , 通过调控 膜表面的组成和微结构 , 详细研究其对膜表面润湿性能、分离效率、抗污性能的 影响规律与机制 , 以实现聚合物膜在油水分离过程中的高效与稳定应用。
2 不同序列结构两亲性含氟共聚物的制备及对 PES膜改性研究在上述两亲性 含氟梯度共聚物共混改性 PES膜的基础上 , 探讨两亲共聚物的不同链段序列结构 对表面偏析过程 , 膜表面组成 , 膜表面润湿性能以及抗污性能等的影响规律与机 制。通过 RAFT可控自由基聚合方法 , 采用间歇或半连续加料方式成功制备了三种 不同序列结构的两亲性共聚物 ( 序列结构为无规 , 梯度及嵌段类型 ), 这些共聚物 的分子量及含氟组成接近。
相比较而言 , 两亲性嵌段共聚物在膜表面具有最高的组成含量 , 因此在油水 乳液动态过滤时 , 嵌段共聚物共混改性膜 PES/Blo 也展现了最佳的抗污性能：可 逆通量下降为 16.6%, 不可逆通量下降几乎为零 (0.2%), 对应的总通量衰减为 16.8%, 通量恢复率高达 99.8%。3 含两性离子的两亲性含氟共聚物的制备及对 PES 膜改性研究通过两步法制备出含两性离子的两亲性含氟共聚物 P(CBMA-co-TFOA),将其应用于 PES膜的共混改性 , 利用两亲性链段的表面偏析过 程制备得到具有优异抗油类污损性能的两亲性超滤膜表面。
基于此 , 构建具有低污损甚至无污损的聚合物膜并用于油水分离有着重要理 论意义和应用价值。常规构建抗污膜的方法主要是依靠强化其表面亲水性 , 亲水 组分与水形成的致密水合层异的抗污性能。
亲水改性膜对由蛋白质、 微生物等引起的生物／有机污损具有较好的抗污效 果 , 但对棘手的油类污损的控制却不甚理想。 相比于常规有机污损物 (BSA 和多糖 等 ), 表面张力较低 (20-30 mN/m) 、粘度较大的油滴具有更加复杂的污损过程。
PVDF/CS&D膜A 能有效吸附水中的重金属离子和染料 , 其吸附机理分别是壳 聚糖和多巴胺与重金属离子或染料之间的螯合吸附及氢键相互作用。
此外 , 多巴胺醌与壳聚糖中氨基会发生迈克尔加成反应使得壳聚糖发生部分 交联 , 提高了壳聚糖的机械稳定性能。 相对于单纯的多巴胺或者壳聚糖改性 PVDF 膜 , 共沉积法处理的 PVDF膜表面亲水性能显著提高 , 可实现水下超疏油性 能 ,1,2- 二氯乙烷水下接触角可以达到 160.1 。
, 动态粘附力测试实验也证实改性膜表面具有较小的油粘附力。 PVDF/CS&DA 膜的水通量相对于空白膜有明显提高 , 抗油污性能也大幅提升 , 总通量衰减低至 14.8%, 经简单水力清洗后 , 可恢复到初始通量的 99.8%。
油滴很容易在亲水性膜表面聚并、铺展、迁移形成连续油污损层 , 从而使通 量明显衰减并降低膜的持久使用性能。 为解决油水分离过程中聚合物膜污损问题 , 本论文基于两个思路来构建具有优异抗油污性能的聚合物膜材料。
一方面在常规亲水化抗污改性基础上 , 在膜表面同时引入具有污损释放性能 的低表面能组分 ( 如含氟聚合物 ), 所形成的低表面能微区可有效降低污损物与膜 表面之间的极性或者氢键作用强度 , 并赋予膜表面优异的自清洁性能。首先借助 RAFT可控自由基聚合方法合成多种微观序列结构的两亲性含氟共聚物 , 通过非
两亲 / 特殊浸润性聚合物膜的制备及抗油污性能研究
工业产生的含油废水以及时有发生的溢油事故对生态环境和人类健康产生 了巨大威胁。 压力驱动型的膜分离技术由于具有高分离效率、 低能源消耗和容易 放大等优势 , 成为含油废水处理的一个有效策略。
由于具有适宜孔径而且不需要脱乳化过程即可去除乳化油滴 , 超滤膜在分离 油水混合物 ( 特别是油水乳液 ) 方面展现出独特优势。然而 , 污损物通常会沉积在 膜表面或堵塞膜孔道产生膜污损 , 从而显著降低膜的通量和选择性能 , 因此膜污 损成为制约膜技术广泛应用的瓶颈。
将上述两亲性含氟梯度共聚物添加到 PES铸膜液中 , 通过原位共混改性获得 两亲性 PES混合膜。SEM表征显示共混改性膜为典型的非对称膜结构 ,AFM证实随 着两亲性含氟梯度共聚物的加入 , 膜表面的粗糙度有所增加 (RMS由空白的 4.1 nm 升高到 12.8 nm) 。
XPS对膜表面的组成分析证实 , 在相转化过程中 , 亲水的 PEGM和A 低表面能的 PTFOA链段分别通过自由表面偏析和强制表面偏析机理迁移到膜表面。 膜表面静 态接触角测试结果显示改性膜的疏油性能明显增强 , 油水乳液动态过滤测试实验 表明两亲性膜具有优异的抗污性能 , 其中 PES/G26.5-1.0 膜展现出最好的抗污性 能 , 总通量衰减只有 15.4%, 而通量恢复率高达 99.5%。
示改性膜具有典型的非对称膜结构 , 两亲性共聚物 (P1 和 P2)中亲水性 PCBM链A 段 含量相对较高时 , 其在成膜过程中具有一定的致孔能力。
Zeta 电位测试显示改性后两亲性 PES膜表面电位明显下降 , 这有利于膜表面 抗污性能的提高。 油水乳液动态过滤测试表明两亲性 PES混合膜展现出优异的协 同抗油污性能 , 其中 PES/P3膜呈现出最佳的综合抗污性能： 可逆通量衰减降低到 16.7%, 不可逆通量衰减几乎为零 , 对应的总通量衰减指数为 17.4%, 通量恢复率 高达 99.3%。
P(CBMA-co-TFOA的) 合成首先采用自由基聚合方法制备含 N-[3- 二甲氨基丙 基 ] 甲基丙烯酰胺与含氟单体的两亲性前驱体 P(DM APMA-co-TFOA)随, 后将前驱 体中的 PDMAPM链A与溴乙酸发生季铵化反应得到目标共聚物 , 采用 FTIR、1H NMR、 GPC等表征方法测定了两亲性共聚物的化学结构、组成与分子量。 FESEM表征显
论文主要研究工作如下： 1 两亲性含氟梯度共聚物的制备及其对 PES膜改性 研究从“二元协同抗污”的设计角度出发 , 设计合成了两亲性含氟梯度共聚物 , 然后以其作为改性剂共混改性 PES膜, 构建了同时具有亲水性组成和低表面能组 成的两亲性 PES膜表面。首先通过 RAFT可控自由基聚合法制备了两亲性含氟梯 度共聚物 P(PEG-grad-TFOA)m,采用 FTIR、 1H NMR、GPC与 DSC测定了梯度共聚 物的组成、序列结构分布与玻璃化转变温度。