生(sheng)(sheng)活污(wu)水(shui)及工(gong)業廢(fei)水(shui)的(de)(de)(de)大(da)(da)量排放、海(hai)上(shang)漏油(you)事故的(de)(de)(de)頻(pin)頻(pin)發(fa)生(sheng)(sheng)，對(dui)我們(men)的(de)(de)(de)污(wu)水(shui)處(chu)理(li)能(neng)(neng)力(li)提出(chu)了(le)巨大(da)(da)的(de)(de)(de)挑戰(zhan)。含(han)油(you)廢(fei)水(shui)對(dui)環境(jing)造成(cheng)了(le)巨大(da)(da)的(de)(de)(de)危害，如石油(you)漂浮在(zai)海(hai)面(mian)上(shang)，迅速擴散形成(cheng)一層不(bu)透(tou)氣(qi)的(de)(de)(de)油(you)膜會阻礙水(shui)體(ti)的(de)(de)(de)復(fu)氧作用(yong)，影響海(hai)洋(yang)浮游生(sheng)(sheng)物生(sheng)(sheng)長，破壞海(hai)洋(yang)生(sheng)(sheng)態(tai)平衡。含(han)油(you)污(wu)水(shui)處(chu)理(li)起來也極(ji)為困(kun)難、效(xiao)率(lv)低、成(cheng)本高。膜分離(li)(li)具有能(neng)(neng)耗低、單級分離(li)(li)效(xiao)率(lv)高、過程靈活簡單、環境(jing)污(wu)染低、通用(yong)性(xing)強(qiang)等優點，但是膜分離(li)(li)應(ying)用(yong)效(xiao)率(lv)受膜的(de)(de)(de)抗污(wu)染性(xing)、熱穩定(ding)性(xing)、化學穩定(ding)性(xing)等內在(zai)因(yin)素及膜組件形式、操作條(tiao)件等外在(zai)因(yin)素的(de)(de)(de)限(xian)制。含(han)油(you)廢(fei)水(shui)的(de)(de)(de)超(chao)(chao)親水(shui)超(chao)(chao)疏油(you)膜處(chu)理(li)法，即所謂Water-Removing法，該膜在(zai)空氣(qi)或水(shui)中超(chao)(chao)疏油(you)，并且對(dui)油(you)表(biao)(biao)(biao)現出(chu)極(ji)低的(de)(de)(de)粘(zhan)附(fu)力(li)，滾動(dong)接觸(chu)角僅2~3°，有效(xiao)防止了(le)油(you)滴的(de)(de)(de)粘(zhan)附(fu)。當含(han)油(you)廢(fei)水(shui)接觸(chu)膜表(biao)(biao)(biao)面(mian)時，水(shui)可以源源不(bu)斷(duan)往下滲透(tou)，而(er)表(biao)(biao)(biao)面(mian)始終保持超(chao)(chao)疏油(you)性(xing)，油(you)截留(liu)在(zai)表(biao)(biao)(biao)面(mian)從(cong)而(er)達(da)到油(you)水(shui)分離(li)(li)的(de)(de)(de)效(xiao)果，且由(you)于膜的(de)(de)(de)潛在(zai)憎油(you)性(xing)，油(you)始終無法污(wu)染膜表(biao)(biao)(biao)面(mian)，是一種真正的(de)(de)(de)抗污(wu)染、低能(neng)(neng)耗、長壽命、高效(xiao)率(lv)的(de)(de)(de)分離(li)(li)膜，從(cong)而(er)成(cheng)為未來油(you)水(shui)分離(li)(li)膜的(de)(de)(de)主(zhu)要發(fa)展方向。

本(ben)論(lun)文在這(zhe)一背景下，致(zhi)力于研究開發超親水超疏油(you)油(you)水分(fen)離(li)膜(mo)，重(zhong)點工(gong)作圍繞著膜(mo)的表面潤濕性、膜(mo)的化學穩(wen)定性和分(fen)離(li)效率等的理論(lun)和應用方面展開，具體工(gong)作如下:

(1)毛(mao)細(xi)力(li)(li)學(xue)在(zai)超(chao)親(qin)水(shui)膜(mo)分(fen)(fen)離(li)(li)過(guo)程中的(de)(de)(de)應用及(ji)(ji)其力(li)(li)學(xue)模型的(de)(de)(de)構建。文中運用毛(mao)細(xi)力(li)(li)學(xue)的(de)(de)(de)思想(xiang)考察超(chao)親(qin)水(shui)膜(mo)分(fen)(fen)離(li)(li)過(guo)程的(de)(de)(de)相關物理(li)(li)量，將基于特殊(shu)潤(run)濕(shi)性的(de)(de)(de)膜(mo)材(cai)料的(de)(de)(de)膜(mo)孔(kong)歸類(lei)為(wei)毛(mao)細(xi)管孔(kong)道，在(zai)此(ci)基礎(chu)上建立數學(xue)模型，對(dui)超(chao)親(qin)水(shui)膜(mo)分(fen)(fen)離(li)(li)油(you)(you)水(shui)混(hun)合物中的(de)(de)(de)受力(li)(li)情(qing)況(kuang)進(jin)行了詳(xiang)細(xi)分(fen)(fen)析。從(cong)表面張力(li)(li)的(de)(de)(de)角度計算(suan)分(fen)(fen)析了空氣中超(chao)親(qin)水(shui)超(chao)親(qin)油(you)(you)膜(mo)在(zai)水(shui)下(xia)超(chao)疏油(you)(you)的(de)(de)(de)原理(li)(li);從(cong)毛(mao)細(xi)動力(li)(li)學(xue)的(de)(de)(de)角度出發對(dui)膜(mo)分(fen)(fen)離(li)(li)過(guo)程中的(de)(de)(de)毛(mao)細(xi)流動速率(lv)(lv)、毛(mao)細(xi)管總滲透速率(lv)(lv)、膜(mo)通量以(yi)及(ji)(ji)臨(lin)界穿透壓力(li)(li)等量進(jin)行了詳(xiang)細(xi)的(de)(de)(de)計算(suan)，并通過(guo)實驗進(jin)行了檢驗;在(zai)此(ci)基礎(chu)上初步從(cong)毛(mao)細(xi)力(li)(li)學(xue)角度探(tan)討(tao)了超(chao)親(qin)水(shui)及(ji)(ji)水(shui)下(xia)超(chao)疏油(you)(you)分(fen)(fen)離(li)(li)膜(mo)的(de)(de)(de)分(fen)(fen)離(li)(li)機理(li)(li)，為(wei)后面的(de)(de)(de)實驗制備提供(gong)理(li)(li)論指(zhi)導。

(2)超親(qin)(qin)水(shui)(shui)(shui)(shui)及水(shui)(shui)(shui)(shui)下(xia)超疏油(you)油(you)水(shui)(shui)(shui)(shui)分(fen)離(li)(li)膜的制備(bei)及油(you)水(shui)(shui)(shui)(shui)分(fen)離(li)(li)性能測試。以(yi)機械性能良好的不銹鋼絲網作為(wei)(wei)基(ji)材(cai)，以(yi)富含(han)羥基(ji)的、具有(you)優(you)良成膜性、親(qin)(qin)水(shui)(shui)(shui)(shui)性和保水(shui)(shui)(shui)(shui)性能的聚乙(yi)烯(xi)(xi)醇和羥基(ji)丙(bing)烯(xi)(xi)酸樹脂為(wei)(wei)基(ji)本(ben)成膜物(wu)質(zhi)、戊二(er)醛為(wei)(wei)交聯(lian)劑，摻雜親(qin)(qin)水(shui)(shui)(shui)(shui)的無機納米Si O2顆(ke)粒(li)，構(gou)造(zao)了微納粗糙結(jie)構(gou)，發現采用(yong)(yong)多次逐級涂裝(zhuang)的方法(fa)，有(you)利于提高膜的表(biao)面粗糙度，從而使膜的表(biao)面在(zai)自然(ran)環境下(xia)具有(you)穩定(ding)的超親(qin)(qin)水(shui)(shui)(shui)(shui)性能，采用(yong)(yong)簡(jian)單的浸涂兩步涂裝(zhuang)法(fa)和加熱(re)固化法(fa)成功制備(bei)了水(shui)(shui)(shui)(shui)環境下(xia)具有(you)超親(qin)(qin)水(shui)(shui)(shui)(shui)和超疏油(you)性質(zhi)的油(you)水(shui)(shui)(shui)(shui)分(fen)離(li)(li)膜。該膜可以(yi)有(you)效分(fen)離(li)(li)各(ge)類油(you)水(shui)(shui)(shui)(shui)混合(he)物(wu)，如植物(wu)油(you)、汽油(you)、柴油(you)和原油(you)的油(you)水(shui)(shui)(shui)(shui)混合(he)物(wu)等，分(fen)離(li)(li)效率高達99%，可使處(chu)理后的污水(shui)(shui)(shui)(shui)含(han)油(you)量低于50mg/l。在(zai)分(fen)離(li)(li)過程中(zhong)，網膜的水(shui)(shui)(shui)(shui)下(xia)超疏油(you)和對油(you)低粘附的特性使網膜不易被油(you)粘附和污染(ran)，從而使油(you)和材(cai)料的回收再利用(yong)(yong)簡(jian)單易行。

(3)UV固化(hua)超親(qin)水(shui)(shui)(shui)及水(shui)(shui)(shui)下超疏(shu)油(you)(you)油(you)(you)水(shui)(shui)(shui)分(fen)(fen)(fen)(fen)離膜的(de)制(zhi)備及油(you)(you)水(shui)(shui)(shui)分(fen)(fen)(fen)(fen)離性(xing)(xing)能(neng)測(ce)試。首先以(yi)(yi)具(ju)(ju)有(you)良好(hao)防腐(fu)(fu)蝕(shi)性(xing)(xing)能(neng)和(he)環(huan)境(jing)友(you)好(hao)性(xing)(xing)的(de)UV固化(hua)PUA/EA復合(he)乳液對不(bu)銹(xiu)鋼絲網(wang)進行(xing)底涂前處(chu)理，在不(bu)銹(xiu)鋼絲網(wang)上構(gou)筑防腐(fu)(fu)保護(hu)層(ceng);接(jie)著以(yi)(yi)環(huan)境(jing)友(you)好(hao)的(de)、富含(han)羥基的(de)親(qin)水(shui)(shui)(shui)性(xing)(xing)能(neng)優(you)異的(de)聚乙二(er)醇二(er)丙烯酸酯系(xi)列UV固化(hua)低(di)聚物(wu)(wu)(wu)作(zuo)為基礎成膜物(wu)(wu)(wu)質，以(yi)(yi)PVA作(zuo)為乳化(hua)劑(ji)，摻雜親(qin)水(shui)(shui)(shui)的(de)無機納米Si O2顆粒，采用UV固化(hua)法構(gou)造了微納粗糙結(jie)構(gou);最后以(yi)(yi)親(qin)水(shui)(shui)(shui)的(de)較大分(fen)(fen)(fen)(fen)子量的(de)單官能(neng)的(de)聚乙二(er)醇二(er)丙烯酸酯UV固化(hua)低(di)聚物(wu)(wu)(wu)對膜的(de)表(biao)面進行(xing)接(jie)枝，從(cong)而使膜的(de)表(biao)面具(ju)(ju)有(you)分(fen)(fen)(fen)(fen)子刷(shua)結(jie)構(gou)，得到(dao)一(yi)種適用于(yu)(yu)復雜化(hua)學環(huan)境(jing)和(he)具(ju)(ju)有(you)自清潔功能(neng)的(de)，水(shui)(shui)(shui)環(huan)境(jing)下具(ju)(ju)有(you)超親(qin)水(shui)(shui)(shui)和(he)超疏(shu)油(you)(you)性(xing)(xing)質的(de)油(you)(you)水(shui)(shui)(shui)分(fen)(fen)(fen)(fen)離膜。該膜可以(yi)(yi)有(you)效分(fen)(fen)(fen)(fen)離各類(lei)油(you)(you)水(shui)(shui)(shui)混合(he)物(wu)(wu)(wu)，使處(chu)理后的(de)污水(shui)(shui)(shui)含(han)油(you)(you)量低(di)于(yu)(yu)50mg/l。在分(fen)(fen)(fen)(fen)離過程中，網(wang)膜能(neng)夠有(you)效抵(di)制(zhi)廢水(shui)(shui)(shui)中酸對基材的(de)腐(fu)(fu)蝕(shi)，膜表(biao)面的(de)親(qin)水(shui)(shui)(shui)分(fen)(fen)(fen)(fen)子刷(shua)結(jie)構(gou)使油(you)(you)在膜表(biao)面的(de)粘附力極低(di)，網(wang)膜不(bu)易(yi)被油(you)(you)粘附和(he)污染。

(4)濕(shi)度響應超親(qin)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)超疏(shu)油(you)(you)(you)(you)(you)(you)油(you)(you)(you)(you)(you)(you)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)分(fen)離膜的(de)(de)(de)制備及油(you)(you)(you)(you)(you)(you)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)分(fen)離性(xing)(xing)能(neng)測試。首先，以具有(you)良好(hao)防腐蝕性(xing)(xing)能(neng)和(he)環境友(you)好(hao)性(xing)(xing)的(de)(de)(de)UV固化PUA/EA復合乳液對不銹(xiu)鋼絲網進行底涂防腐前處理;其次，合成(cheng)了(le)親(qin)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)疏(shu)油(you)(you)(you)(you)(you)(you)聚合物(wu)作(zuo)為基(ji)礎成(cheng)膜物(wu)質(zhi)摻雜上一章中的(de)(de)(de)UV固化親(qin)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)涂料中，以PVA作(zuo)為乳化劑，摻雜親(qin)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)的(de)(de)(de)無機納米Si O2顆粒(li)和(he)疏(shu)油(you)(you)(you)(you)(you)(you)改性(xing)(xing)的(de)(de)(de)無機納米Si O2顆粒(li)，構造了(le)微(wei)納粗糙結構，采用簡單的(de)(de)(de)浸涂涂裝法(fa)和(he)光熱雙(shuang)重固化法(fa)成(cheng)功制備了(le)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)刺激(ji)響應超親(qin)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)和(he)超疏(shu)油(you)(you)(you)(you)(you)(you)性(xing)(xing)質(zhi)的(de)(de)(de)油(you)(you)(you)(you)(you)(you)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)分(fen)離膜。該膜置(zhi)于(yu)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)環境下(xia)一段時間后，在(zai)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)的(de)(de)(de)刺激(ji)相互作(zuo)用下(xia)，親(qin)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)基(ji)團(tuan)會自組裝到膜的(de)(de)(de)表層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)，疏(shu)油(you)(you)(you)(you)(you)(you)基(ji)團(tuan)位于(yu)底層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)，從(cong)而(er)表面具有(you)穩定的(de)(de)(de)親(qin)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)性(xing)(xing)，而(er)膜的(de)(de)(de)底層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)是(shi)疏(shu)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)疏(shu)油(you)(you)(you)(you)(you)(you)的(de)(de)(de)，在(zai)液柱壓(ya)力(li)的(de)(de)(de)作(zuo)用下(xia)，水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)可以穿透下(xia)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)疏(shu)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)而(er)滲透下(xia)去，而(er)油(you)(you)(you)(you)(you)(you)則需要穿越上層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)親(qin)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)和(he)下(xia)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)疏(shu)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)疏(shu)油(you)(you)(you)(you)(you)(you)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)的(de)(de)(de)雙(shuang)重保(bao)護才能(neng)滲透，故而(er)，調節(jie)合適的(de)(de)(de)過濾壓(ya)力(li)，可以僅使水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)能(neng)夠滲透，而(er)油(you)(you)(you)(you)(you)(you)不能(neng)滲透，達到油(you)(you)(you)(you)(you)(you)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)分(fen)離效果。而(er)由于(yu)此(ci)類型的(de)(de)(de)膜具有(you)親(qin)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)和(he)疏(shu)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)疏(shu)油(you)(you)(you)(you)(you)(you)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)雙(shuang)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)抗油(you)(you)(you)(you)(you)(you)污(wu)(wu)染層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)，從(cong)而(er)具有(you)更(geng)好(hao)的(de)(de)(de)耐(nai)污(wu)(wu)性(xing)(xing)能(neng)。