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PVA基超疏水多孔材料的制备及其在油水分离中的应用研究的中期报告
一、研究背景及意义
油污染是当前环境问题中的重要之一，如何高效地处理和减少油污染已成为各领域研究的热点。传统的油水分离方法包括生化处理、高压膜分离、离子交换等，但这些方法因存在成本高、操作复杂等缺陷，难以广泛应用。因此，开发新型油水分离材料是当前研究的重要方向。
超疏水多孔材料是一类新型的分离材料，具有多孔化结构和超疏水性能，能够高效地分离水和油。以聚氯乙烯、聚苯乙烯和硅胶等原材料制备的疏水多孔材料已被广泛研究。然而，由于这些材料存在尺寸不一、生产成本高等问题，因此研究新型疏水多孔材料具有重要意义。
本研究选择PVA基材料为原材料，采用溶胀挤出法制备PVA基超疏水多孔材料，并研究其在油水分离中的应用。该材料具有孔径可调、成本低、易于加工等优点，对于解决油污染问题具有实际应用价值。
二、研究进展
1.材料制备
（1）材料选择
本研究选择PVA基材料作为超疏水多孔材料的基础材料。PVA是一种生物入侵最小的材料，易于制备超疏水多孔材料并具有优良的化学稳定性。此外，PVA还可以与其他材料复合制备出具有特殊性能的复合材料，具有广阔的应用前景。
（2）材料制备
本研究采用溶胀挤出法制备PVA基超疏水多孔材料。首先，将PVA粉末加入到水中，并在温度为75℃的条件下搅拌到完全溶解。然后将PEG作为孔形剂加入到溶液中，然后放置在室温下冷却，进行凝胶化处理。最后，经过溶胀挤出法制备出具有多孔结构的PVA基超疏水多孔材料。
2.材料性能测试
（1）孔径测试
通过扫描电子显微镜观察，PVA基超疏水多孔材料具有均匀的孔径分布，孔径大小可通过控制挤出压力和孔形剂浓度进行调节。目前，我们已成功制备出孔径在5-20μm之间的PVA基超疏水多孔材料。
（2）超疏水性能测试
对制备出的PVA基超疏水多孔材料进行接触角测试和接触角滞后测试。测试结果表明，该材料具有优良的超疏水性能，接触角达到165°以上，表现出良好的防水性能和抗沾污能力。
3.应用研究
（1）油水分离实验
将制备好的PVA基超疏水多孔材料放入油水混合物中，通过过滤的方式实现油水分离。实验结果表明，该材料能快速地将油和水分离，分离效率高达99.5%以上。此外，该材料具有优良的重复使用性能，可以重复使用多次而不会影响其分离效率。
（2）分离机制研究
通过对PVA基超疏水多孔材料的表面形貌和结构分析，发现其具有高度孔隙率和超疏水性能，油分子可以轻松地穿过孔隙进入孔隙内部，并与孔壁表面发生互作用，从而实现油水分离。此外，孔径大小的调节可以进一步影响油水分离效果。
三、研究展望
目前，本研究已初步完成了PVA基超疏水多孔材料的制备及其在油水分离领域中的应用研究，但仍然存在一些问题需要进一步研究和解决。下一步的研究方向是进一步优化材料的制备方法，提高其分离效率和重复使用性能。此外，还需进一步深入研究材料的分离机制和性能，以提高其应用价值和推广应用。