硅烷偶聯(lián)劑KH-550對石英砂濾料的表面改性

石油、化工等行業(yè)在生產(chǎn)過程中凡是直接與油類接觸的用水，都含有油。常用的過濾介質(zhì)石英砂濾料比表面積小,非極性弱,對油類污染物去除效果差,因此有必要改進石英砂濾料表面的理化特性,以提高其對含油廢水的處理效果.

γ-氨丙基三乙氧基硅烷KH-550,一端帶著的烷氧基能水解生成硅羥基,與石英砂濾料表面的硅羥基發(fā)生脫水縮合反應(yīng),將另一端有機分子鏈接枝到濾料表面,從而提高濾料表面的親油疏水性.

本文通過正交―單因素聯(lián)合實驗,考察硅烷偶聯(lián)劑KH-550 濃度、改性溫度以及攪拌時間對石英砂濾料改性效果的影響,同時用重力法對改性前后石英砂濾料的潤濕性進行測定,并通過靜態(tài)除油實驗確定石英砂濾料的改性效果。

KH-550在石英砂濾料表面的偶聯(lián)過程是復(fù)雜的液固表面物理化學(xué)作用.硅烷偶聯(lián)劑在醇/水混合的溶劑中水解生成Si—OH基團,已有的研究表明,生成的硅羥基越多,與無機材料結(jié)合的機會就越多,偶聯(lián)劑改性的效果就越好.

KH-550濃度20%時,水對石英砂濾料的潤濕重量最小.隨著改性溫度的升高,水對濾料的潤濕重量逐漸降低,但超過一定范圍后潤濕重量又急劇增大,改性反應(yīng)溫度為110℃時水對濾料的潤濕重量最小.攪拌時間為15min時,效果最好.

隨著硅烷偶聯(lián)劑KH-550濃度的逐漸增大,環(huán)己烷對濾料的潤濕重量與未改性石英砂濾料相比基本沒變,但水對石英砂濾料潤濕重量迅速減小,當(dāng)濃度為15%時達到最小值。

在一定范圍內(nèi),隨著改性溫度的升高,水對濾料的潤濕重量呈下降趨勢.在110℃時,改性效果最好。溫度繼續(xù)上升時,水對濾料潤濕重量則有所增加,這是因為溫度過高,反應(yīng)變得劇烈,包覆層不均勻、不致密。

改性前后環(huán)己烷對石英砂濾料的潤濕重量基本沒變.而隨著攪拌時間的增大,KH-550與石英砂反應(yīng)更加充分,水對濾料的潤濕重量逐漸減小,在15min時改性效果最好。