DOI:10.1016/j.psep.2020.08.044
在這項工作中,研究者報告了使用鋸末填充聚苯乙烯納米纖維制成的分離墊來分離溢油。首先采用靜電紡絲和浸漬法合成聚苯乙烯納米纖維膜,然后在合成的墊中填充不同類型的木屑,包括柳木、楊木和刨花板。該墊可用于從水溶液中分離出溢油。前期試驗表明,粒徑在40-60目范圍內的楊木鋸末對不同溢油的吸附容量最高。靜電紡絲和浸漬法合成的用于分離各類溢油的分離墊的吸附容量隨著反應溫度的升高而降低。而且,它們的吸附容量隨pH的升高而降低,直至達到自然pH,然后隨著溶液pH的增加而略有提高。結果表明,在最佳條件下(反應溫度=25℃,pH=4,接觸時間=1分鐘),由浸漬法制備的墊子用于分離機油、柴油、爐油、和原油的吸附容量分別為1、0.63、0.97和0.59 g/g。此外,通過靜電紡絲法制備的墊子對所述油的吸附容量分別為1.41、1.4、1.5和1.1 g/g。由聚苯乙烯納米纖維和鋸末制成的合成墊為去除不同類型的溢油提供了很高的效率,因此它們可以作為一種低成本、可重復使用、環保且高效的技術用于分離水溶液中的油污染物。
圖1.墊子的制備和油類化合物的分離
圖2.三種聚合物膜的SEM圖像,包括:1)聚合物膜,2)通過聚苯乙烯靜電紡絲制備的聚合物膜,3)通過聚苯乙烯浸漬法制備的聚合物膜,a(400μm距離),b(30μm距離)和c(3μm距離)
圖3.通過靜電紡絲(B)和浸漬法(C)制備的三種聚合物膜(A)的FTIR光譜
圖4.(a)聚合物膜,(b)通過聚苯乙烯靜電紡絲制備的聚合物膜和(c)通過聚苯乙烯浸漬法制備的聚合物膜上的水接觸角。
圖5.通過浸漬和靜電紡絲法合成的墊子的吸附容量(溫度=25℃,pH=4,濃度=50mg/L,存在鹽度和恒定時間=1分鐘)
圖6.當使用由靜電紡絲合成的聚苯乙烯膜分離不同類型的油(機油、柴油、爐油和原油)時,溫度對其最佳吸附容量的影響(pH=4,濃度=50mg/L,存在鹽度和恒定時間=1分鐘)
圖7.當使用由浸漬法合成的聚苯乙烯膜分離不同類型的油(機油、柴油、爐油和原油)時,溫度對其吸附容量的影響(pH=4,濃度=50mg/L,存在鹽度和恒定時間=1分鐘)
圖8.溶液pH值對通過靜電紡絲法合成的用于去除污染物(機油、柴油、爐油和原油)的聚苯乙烯膜最佳吸附容量的影響(溫度=25℃,濃度=50mg/L,存在鹽度和恒定時間=1分鐘)
圖9.溶液pH值對通過浸漬法合成的用于去除污染物(機油、柴油、爐油和原油)的聚苯乙烯膜吸附容量的影響(溫度=25℃,濃度=50mg/L),存在鹽度和恒定時間=1分鐘)
圖10.鹽度對通過靜電紡絲法合成的用于去除污染物(機油、柴油、爐油和原油)的聚苯乙烯膜最佳吸附容量的影響(溫度=25℃,pH=4,濃度=50mg/L,恒定時間=1分鐘)
圖11.鹽度對通過浸漬法合成的用于去除污染物(機油、柴油、爐油和原油)的聚苯乙烯膜最佳吸附容量的影響(溫度=25℃,pH=4,濃度=50mg/L,恒定時間=1分鐘)