复合材料膜油水分离的研究进展

闫民杰,许瑞，陈莉，梁振江

(1.天津工业大学纺织学院，天津 300387;2.天津工业大学分离膜与膜过程国家重点实验室，天津 300387)

在工业生产中，由于含油废水的大量排放和溢油事故的频繁发生，对环境的破坏已引起广泛的关注。然而，含油废水和含水污油的高效排放，油水分离仍然存在许多技术难题。因此，高速有效的油水分离成为亟待解决的问题。膜分离过程在常温下进行且无相变、能耗低、分离过程可高度自动化。本文介绍了具有特殊润湿性的不同油水分离材料的研究进展，并总结和展望了油水分离膜制备技术的未来发展趋势。

1 特殊浸润理论

浸润是指液体在与固体相互接触时，沿固体表面扩展而相互附着的现象，基于此，Wenzel[1]认为当液相水滴或油滴与固态物质的外表面相互接触时，液相进而会浸润到固相外表面沟槽内，造成外部接触面积变大，而Cassie-Baxter[2]认为液相水滴或油滴是悬空或悬浮于在固相表面的不均衡的沟槽上，液滴是落在两相交界的固-液界面和固-气界面相互组成的复合相上。

2 油水分离膜的类型

2.1 超疏水亲油型

超疏水亲油膜是一种比较典型而又特殊的用于油水混合物分离的材料，其利用疏水和亲油的特性，将液相水滴被排斥原理，而液相油滴在分离膜材的外部极易分散、附着并穿透薄膜，这就使得液相与固相达到分离。江雷课题组[3]通过制备聚四氟乙烯、黏结剂聚乙酸乙烯酯和水等搅拌形成混合乳液，涂抹在不锈钢网的表层上，经高温处理，形成粗糙的微纳米结构聚四氟乙烯覆盖层，制备处具有具有超疏水和超亲油的特性的分离膜。Zhang等人制备出只需重力作用既可以达到有效分离油包水乳液聚偏氟乙烯薄膜，并且分离效率高达 99.9% 左右。

2.2 超亲水疏油型

各大期刊及各个领域都有报道出已经成功制备超疏水亲油膜材料，并可以有效分离油与水。与此同时，很多研究者们从另外一个方向进行探索，去发现不同的油水分离膜材料-超亲水疏油型。Obaid等[4]制备了高稳定性的含有氢氧化钠的聚酰胺活化纳米纤维膜。主要是通过豆油中浸泡并储存在水中得到超亲水纳米纤维膜，得到活化膜不仅可以保存至少50天，并且活化膜的质量和表观形貌无明显差异。

3 结语与展望

膜技术已经广泛应用于许多分离过程，在油水分离中，膜比较容易受到污染物的影响，结构与形貌都会发生改变，造成其工作效率很大下降。除此之外，油水分离膜制备中的另一个重要目的就是提高分离膜有效的通量。但污水或油滴是怎样被去除，分离膜是如何发生破乳和聚集，很少有研究者去做。能够明确破乳等性能特点，可以为高性能和高效率油水分离膜的设计提供理论帮助。基于纳米材料制备的功能膜，未来的研究重点将成为是构筑具有高通量和抗污染性的油水分离功能膜。