研究目的
为应对因频繁发生的石油泄漏事故以及工业和家庭含油废水排放量不断增加而导致的全球性油水分离难题,通过引入一种简单快速的皮秒激光直接烧蚀与钻孔方法,制备高性能的油水分离聚四氟乙烯(PTFE)膜。
研究成果
制备的聚四氟乙烯(PTFE)膜表现出超亲油性和油下超疏水性,对各种油水混合物的分离效率超过99.0%。该膜具有优异的稳定性和适用性,在剧烈侵蚀或多次分离循环后性能无明显变化。这项工作为高性能分离膜的快速制备提供了新途径。
研究不足
该研究聚焦于聚四氟乙烯(PTFE)油水分离膜的制备与性能,但未深入探讨该工艺在工业应用中的可扩展性,也未研究其在恶劣环境下连续使用时的长期耐久性。
1:实验设计与方法选择:
本研究采用皮秒激光直接烧蚀与钻孔技术制备具有特殊表面润湿性的PTFE膜用于油水分离。
2:样品选择与数据来源:
选用商用PTFE膜并直接应用,所用化学品均按原样使用。
3:实验设备与材料清单:
配备1064 nm波长的皮秒脉冲激光器、用于表面微观结构分析的SEM、用于接触角测量的OCA 20仪器,以及记录液滴行为的高速数码相机。
4:实验流程与操作步骤:
先将PTFE膜清洗,随后在特定条件下进行激光烧蚀与钻孔处理,通过重力驱动实现油水分离。
5:数据分析方法:
基于分离前后的质量与体积测量计算分离效率与通量。
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获取完整内容-
picosecond pulsed laser
1064 nm wavelength
Used for direct ablation and drilling of PTFE membranes to create micro/nanoscale rough structures for oil-water separation.
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SEM
Sirion200
Used for obtaining surface microstructures of the laser-ablated PTFE membrane.
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OCA 20 instrument
Dataphysics, Germany
Used for measuring the contact angle (CA) and sliding angle (SA) of oil and water on the membrane surfaces.
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high-speed digital camera
Used for recording the spreading and rebounding behavior of oil and water droplets on the membrane surfaces.
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optical microscope
AE2000MET
Motic, China
Used for taking optical microscopy images of the droplets in oil-water mixtures before and after filtration.
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