水是自然界寶貴的不可再生資源之一,然而由于工業(yè)生產(chǎn)和家庭生活所產(chǎn)生的油水混合物規(guī)模的持續(xù)增加,對(duì)生態(tài)環(huán)境與人類健康造成了極大威脅。油水混合物的有效分離已成為科研工作者的一項(xiàng)迫切挑戰(zhàn);棉織物由于其本身可提供微觀粗糙度,天然的高孔隙率可確保流體自由通過,加之可降解特性,近年來被廣泛應(yīng)用于油滴粒徑>150μm的浮油分離。靜電紡絲納米纖維膜具有高的孔隙率、大的比表面積、連續(xù)互通的孔道,形態(tài)與潤濕性可調(diào)控等優(yōu)點(diǎn),在液滴粒徑<20μm的水包油型乳液分離中具有應(yīng)用價(jià)值。本文分別以棉織物以及靜電紡絲納米纖維薄膜為基底,通過化學(xué)浸漬表面改性技術(shù),制備出了可用于游離油與水包油乳液分離的納米復(fù)合薄膜材料。本論文主要研究內(nèi)容如下:（1）耐苛性可降解棉纖維的無氟化超疏水改性與油水分離性能為了制備不含氟、可降解且可有效分離浮油的分離膜材料,以原料易得的棉織物為基底,用Zn O納米棒對(duì)其進(jìn)行表面粗糙化處理,采用不含氟的低表面能物質(zhì)SA進(jìn)行包覆,制備得到Zn O/SA改性超疏水棉織物。以X射線粉末衍射（XRD）、掃描電子顯微鏡（SEM）、X射線光電子能譜（XPS）、原子力顯微鏡（AFM）和傅立葉紅外光譜（... 

【文章來源】：河南大學(xué)河南省

【文章頁數(shù)】：108 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

超潤濕多孔材料的設(shè)計(jì)及油水分離或乳液分離的機(jī)理(資料來源：WeifengZhang,NaLiu,LinFeng,etal.SuperwettingPorousMaterialsforWastewaterTreatment:fromImmiscibleOil/WaterMixturetoEmulsionSeparation.Adv.

棉纖維及聚丙烯腈靜電紡絲納米纖維表面潤濕改性與油水分離研究4材料有的在吸油的同時(shí)也吸收水，會(huì)造成二次污染。有的在吸收了水或者油以后要進(jìn)行擠壓壓縮等處理，是非常繁瑣的。過濾材料是僅允許單相的油或者水可以滲透，阻止另外一相的通過，從而達(dá)到選擇性分離的目的(例如金屬過濾網(wǎng)、碳基納米材料，纖維素圖1-1超潤濕多孔材料的設(shè)計(jì)及油水分離或乳液分離的機(jī)理(資料來源：WeifengZhang,NaLiu,LinFeng,etal.SuperwettingPorousMaterialsforWastewaterTreatment:fromImmiscibleOil/WaterMixturetoEmulsionSeparation.Adv.Mater.Interfaces,2017,1700029.)圖1-2油水分離的典型材料(資料來源：RajuKumarGupta，GaryJ.Dunderdale,AtsushiHozumi,etal.Oil/waterseparationtechniques:areviewofrecentprogressesandfuturedirections.J.Mater.Chem.A,2017,5.16025.)

第一章緒論5基納米材料[18,19]、碳納米管[20]、和石墨烯[21,22]、棉織物、纖維薄膜[23-25]等)。研究人員利用仿生學(xué)的原理對(duì)這些過濾材料的表面進(jìn)行改性，就得到具有選擇潤濕性的可用于油水分離的材料。在這些過濾材料中，棉織物和纖維薄膜由于其來源廣泛，制備方法簡單，分離效率高等優(yōu)點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于油水分離領(lǐng)域。1.2.2應(yīng)用于浮油分離的超疏水-超親油材料自從Barthlott和Neinhuis在1997年發(fā)現(xiàn)荷葉的自清潔特性后[26]，超疏水表面就成為了納米科學(xué)和納米涂層材料領(lǐng)域的一個(gè)重要研究課題，超疏水表面的水接觸角(CA)大于150°和低接觸角滯后現(xiàn)象在過去十年中引起了學(xué)術(shù)界和工業(yè)界的極大關(guān)注[27,28]，材料表面的粗糙度和加入低表面能物質(zhì)是獲得超疏水表面的兩個(gè)關(guān)鍵性因素[29,30]，由于其特殊的潤濕性，超疏水材料在油水分離領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。例如江雷課題組[31]在2004年首次提出來了超疏水-超親油材料的制備方法，并將其應(yīng)用到了油水分離。他們采用粗糙度比較大的金屬網(wǎng)為基底，以噴霧干燥法將低表面能的含氟物質(zhì)聚四氟乙烯(PTFE)修飾到了金屬網(wǎng)的表面，制備出來的金屬網(wǎng)具有超疏水性和超親油性，使得其可以應(yīng)用于油水分離。1.2.3應(yīng)用于乳化油分離的超親水-水下超疏油材料圖1-3由具有約115mm平均孔徑不銹鋼網(wǎng)制備的涂覆網(wǎng)膜的SEM圖像(資料來源：L.Feng,Z.Zhang,L.Jiang,etal.Asuper-hydrophobicandsuper-oleophiliccoatingmeshfilmfortheseparationofoilandwater.Angew.Chem.Int.Ed.2004,43:2012–2014.)


本文編號(hào)：3394691