摘要：采用硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂和铝酸酯偶联剂对石英砂进行表面改性，以制备亲油疏水性滤料。研究得出，钛酸酯偶联剂改性石英砂的最佳工艺条件为：偶联剂用量15%，反应温度90℃，搅拌时间15 min；硅烷偶联剂和铝酸酯偶联剂改性石英砂的最佳工艺条件均为：偶联剂用量15%，反应温度110℃，搅拌时间15 min。水对钛酸酯偶联剂改性石英砂滤料的润湿重量由改性前的1.5589 g降低到0.0282 g，水对硅烷偶联剂改性石英砂滤料的润湿重量降低到0.0607 g，水对铝酸酯改性石英砂滤料的润湿重量降低到0.2664 g。静态吸附实验表明，硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂和铝酸酯偶联剂改性石英砂滤料对油的吸附容量分别增加了33.67%、42.87%和22.30%。XPS和FT-IR分析表明，偶联剂均以化学键的方式包覆在石英砂滤料表面，结合稳定。
过滤是污水深度处理的主要工艺之一。而滤料作为深床过滤技术的关键也在不断地进步和发展。作为滤料不仅要资源丰富，硬度大，抗腐蚀性好，密度大，机械强度高，截污能力强，使用周期长等特点外，还必须具有较强的吸附性。石英砂是使用最早，也是应用较广泛的过滤介质，是废水处理的理想滤料。但其为亲水矿物，吸油率低，对含油废水的处理效果较差。为改善其与油类物质之间的亲和性，须进行表面改性。对复合材料进行表面改性，使其具有优良的表面性质（吸附、分散和润湿性），从而大大提高材料的市场竞争力。因此固体表面改性的研究不仅具有学术意义，更有重要的使用价值。
石英砂滤料表面改性是通过物理化学反应改变原滤料颗粒表面的化学结构，使之成为亲油疏水性的填料，以此来提高含油废水的处理效果。偶联剂是一类具有两性结构的表面改性剂，其分子一端的亲无机物基团与石英砂表面的羟基发生化学反应*，将另一端非极性较强的有机分子链接枝到滤料表面，从而提高石英砂滤料对油类物质的润湿性。硅烷偶联剂KH-550、钛酸醋DN-101和铝酸酯DL-411是研究和应用较早的偶联剂，其性质和作用机理比较成熟。故本实验分别用KH-550、DN-101和DL-411对石英砂滤料进行表面改性，并通过测定改性前后滤料表面的润湿性，从中筛选出一种较佳的改性剂，为改性滤料的制备提供依据。
众多科学工作者的研究早已表明，过滤不是简单的机械筛滤，它包括了迁移和附着2个过程。尤其是深床过滤用于含油废水过滤时，工作的机理主要是吸附作用，而筛除作用是次要的。故本实验设计以下静态吸附除油实验证实改性石英砂滤料的确能提高含油废水的去除率效果。具体参见http://www.dowater.com更多相关技术文档。
1实验部分
1.1实验材料与试剂
石英砂滤料（20~30目，河南省巩义市宏达滤料厂；硅烷偶联剂KH-550、钛酸酯偶联剂DN-101、
铝酸酯偶联剂DL-411（南京品宁化工有限公司）；昆仑天哥SD40型汽油机油（中国石油润滑油公司）；硝酸、乙醇、硫酸、氯化钠和无水硫酸钠（分析纯）。
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