清潔水資源是人類和其他動植物正常生存的重要前提。由于工農業(yè)等生產活動對水體產生的不斷污染,自然界中純凈水資源占比不到1%。因此,高效低成本的水處理技術是解決水污染和水資源危機的重要途徑。此外,水體中污染物成分通常較復雜,除了常見的油水混合物,表面活性劑穩(wěn)定的油水乳液以及大量難降解的污染物（如氟化物等）的不斷排放,進一步增加了水處理的難度。傳統(tǒng)水處理材料（如大孔徑金屬網/棉材料等）具有分離功能單一、選擇性和分離效率較低、無法分離穩(wěn)定化油水乳液等局限。因此,考慮到水體污染的復雜性以及分離技術應用的高效性,構建并制備新型高效的功能集成分離材料具有重要的實際應用價值�；谏鲜鰡栴},本課題首先通過一種簡便策略構建了一種多功能的新型氧化石墨烯/聚乙烯醇（GO/PVA）Janus氣凝膠,用于高效切換分離不同種類的油水乳液或混合物。Janus GO/PVA氣凝膠（J-CGPA）通過以下簡單兩步法制備:（1）GO/PVA混合液直接冷凍組裝,然后進行冷凍干燥和熱退火處理,以獲得一個穩(wěn)健的RGO/PVA氣凝膠;（2）對上述氣凝膠進行單側多巴胺（DA）親水改性。研究結果表明,PVA輔助增強GO組裝成氣凝膠的同... 

【文章來源】：青島科技大學山東省

【文章頁數】：98 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

JanusMOF粒子的制備示意圖[34]

新型超浸潤性石墨烯基氣凝膠的制備及其功能集成水處理應用6表現(xiàn)為超疏水性(WCA=165°)，而采用氧等離子體處理的一側表現(xiàn)為超親水性(WCA=0°)。圖1-1JanusMOF粒子的制備示意圖[34]Fig.1-1SchematicofthepreparationofJanusMOFparticles[34]圖1-2JanusGO海綿的制備示意圖[36]Fig.1-2SchematicofthepreparationofJanusgrapheneoxidesponges[36]1.2.2.2非對稱分區(qū)制備除了非對稱表面改性方法，即僅對各向同性材料表面的一部分進行修飾外，人們還嘗試合成具有兩個或兩個以上分區(qū)的材料。這些材料的表面性質和內部結構往往都是不對稱的。根據合成技術的不同，可以得到不同部分的廣泛組合，從而擴大了這些材料的應用。近年來，國內外已發(fā)展了多種非對稱分區(qū)制造的方法用于合成多相JPs或JMs。微流控法是制備含有兩到三相組分的JPs常用的方法，可以簡要概括為兩種不同的液體并排被迫從微流管中流出形成包含兩個不同部分的Janus液滴,通過

青島科技大學研究生學位論文7紫外線照射交聯(lián)或熱引發(fā)聚合合成JPs的方法。例如，Takizawa等人[37]采用微流體通道用于生產JPs。如下圖所示，流體通道由在平板玻璃芯片上干法刻蝕制成的兩個連續(xù)圖案組成：Y形通道用于形成兩相有機流以及平面鞘流幾何結構，其中有機流進入共流的含水流，從而產生兩相的液滴。Y型的共流系統(tǒng)由兩個單體流和鞘狀流形成一個頸部，以致于使有機流穿過共流的水狀流，排出Janus液滴。另一種比較普遍的制備JPs的方法是直接批量合成法，特別是對于形貌比較復雜的JPs。具體來講，具有兩個不同部分的JPs可以通過選擇性成核在本體溶液中合成Janus膠束或聚合物自組裝成異質二聚體等小分子，然后進一步生長或聚合形成JPs。Chen等人[38]合成了Au-SiO2異質二聚體，SiO2在部分金納米球上作為成核位點選擇性生長。其工作原理如下：兩個不相容的配體在丙醇水溶液中的競爭性配位導致了金納米晶表面的不對稱功能化，這是由于不同配體的分離造成的。由于親水性配體抑制了SiO2成核，所以后續(xù)的SiO2生長只發(fā)生在疏水性配體包覆的金球表面，從而形成具有不對稱結構的JPs。圖1-3平面微流體幾何結構中Janus液滴的形成示意圖[37]Fig.1-3SchematicdiagramofJanusdropletsformationinaplanarmicrofluidicgeometry[37]圖1-4JanusCNTs@PANEN膜的制備流程圖[39]Fig.1-4FlowchartofJanusCNTs@PANENmembranepreparation[39]常用抽濾、靜電紡絲等非對稱分區(qū)制造的方法制備JMs，其中抽濾是最常用的方法，即在一個現(xiàn)成膜的表面通過真空抽濾等方法復合不同組分的另一層膜，

【參考文獻】：
期刊論文
[1]Janus膜的制備及其應用研究進展[J]. 任寶娜,皮浩弘,谷英姝,王銳,張秀芹,吳晶.  材料工程. 2020(07)
[2]Janus復合材料調控界面[J]. 梁福鑫,楊振忠.  高分子學報. 2017(06)

碩士論文
[1]冰模板法制備長程有序多孔材料[D]. 楊苗.浙江大學 2017



本文編號：3537311