硅烷偶聯劑KH-550對石英砂濾料的表面改性

石油、化工等行業在生產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生脫水縮合反應,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―單因素聯合實驗,考察硅烷偶聯劑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過程是復雜的液固表面物理化學作用.硅烷偶聯劑在醇/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,與無機材料結合的機會就越多,偶聯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.

隨著硅烷偶聯劑KH-550濃度的逐漸增大,環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,當濃度為15%時達到最小值。

在一定范圍內,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,反應變得劇烈,包覆層不均勻、不致密。

改性前后環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。