【摘 要】
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本文旨在制备具有超润湿性以及良好油水分离性能的壳聚糖基复合材料。主要以壳聚糖（Chitosan,CS）为基体材料,分别制备了氟化二氧化硅（F-SiO2）修饰的超疏水壳聚糖气凝胶,二氧化钛（TiO2）修饰的超亲水壳聚糖气凝胶,氟化石墨烯（FG）增强的超疏水壳聚糖静电纺丝膜和聚四氟乙烯（PTFE）增强的超疏水壳聚糖静电纺丝膜,并对其组成结构以及油水分离性能进行分析表征。具体内容如下:（1）通过静电纺丝
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本文旨在制备具有超润湿性以及良好油水分离性能的壳聚糖基复合材料。主要以壳聚糖（Chitosan,CS）为基体材料,分别制备了氟化二氧化硅（F-SiO2）修饰的超疏水壳聚糖气凝胶,二氧化钛（TiO2）修饰的超亲水壳聚糖气凝胶,氟化石墨烯（FG）增强的超疏水壳聚糖静电纺丝膜和聚四氟乙烯（PTFE）增强的超疏水壳聚糖静电纺丝膜,并对其组成结构以及油水分离性能进行分析表征。具体内容如下:（1）通过静电纺丝将CS/聚乙烯醇（PVA）制成第一层膜,在此基础上将FG/PVA制成第二层,形成具有双层结构的FG/CS静电纺丝膜。FTIR以及X射线衍射（XRD）结果表明FG以及PVDF成功地修饰FG/CS静电纺丝膜;SEM结果表明CS/PVA层具有较好的多孔结构,通过FG有效构筑PVDF层的粗糙表面;拉伸测试结果表明双层FG/CS静电纺丝膜的拉伸强度以及断裂伸长率优于单层CS/PVA静电纺丝膜;表面润湿性以及自清洁测试结果表明双层FG/CS静电纺丝膜表面具有超疏水以及超亲油性,通过水的流动可以实现表面污染物自清洁;油水分离测试结果表明FG/CS静电纺丝膜对各种重油水混合物具有高效的分离性能。（2）通过静电纺丝将PTFE加入CS/PVA中制备成膜,再被FAS修饰后形成PTFE/CS超疏水静电纺丝膜。FTIR结果表明PTFE以及FAS成功修饰CS/PVA膜;SEM结果表明PTFE/CS膜具有较好的多孔结构,PTFE纳米颗粒分布在纳米纤维上成功构建膜的粗糙度;TG结果表明PTFE/CS静电纺丝膜的热稳定性提高;润湿性以及自清洁测试结果表明PTFE/CS静电纺丝膜具有超疏水以及超亲油性,同时具有表面自清洁的能力;油水分离测试结果表明PTFE/CS静电纺丝膜对多种油水混合物表现出较好的分离效果。（3）通过戊二醛交联制备壳聚糖气凝胶,并以三乙氧基-1H、1H、2H、2H-十三氟正辛基硅烷（FAS）改性的二氧化硅纳米粒子对壳聚糖气凝胶表面进行修饰,得到氟化二氧化硅修饰的壳聚糖气凝胶（F-SiO2/CS）。傅里叶红外光谱（FTIR）以及X射线光电子能谱（XPS）结果表明F-SiO2纳米颗粒成功修饰壳聚糖气凝胶;扫描电子显微镜（SEM）结果表明F-SiO2/CS具有较好的微米级三维网络结构,F-SiO2纳米颗粒均匀地分布在气凝胶的表面,提高表面粗糙度;热重（TG）结果表明F-SiO2/CS和CS气凝胶相比,热稳定性提高;压缩测试结果表明F-SiO2/CS气凝胶具有优异的回弹性能;润湿性以及油水分离性能测试结果表明F-SiO2/CS具有超疏水以及超亲油性,可以有效分离多种重油水混合物。（4）通过聚多巴胺（PDA）包覆TiO2纳米颗粒对壳聚糖气凝胶表面进行修饰,得到超亲水的TiO2/CS气凝胶。FTIR以及XPS测试结果表明TiO2纳米颗粒以及PDA成功地修饰CS气凝胶;SEM结果表明TiO2/CS气凝胶具有较好的三维网络结构,TiO2纳米颗粒在气凝胶表面分布均匀,通过微纳米结构实现表面粗糙度的构筑;TG结果表明TiO2/CS气凝胶较CS气凝胶的热稳定性提高;表面润湿性以及油水分离测试结果表明TiO2/CS气凝胶在空气中具有超亲水以及超亲油性,在水下具有超疏油性。对各种轻油/水混合物具有较好的分离效果;稳定性测试结果表明TiO2/CS气凝胶耐酸碱以及耐超声破坏,具有较好的稳定性。
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