本文關(guān)鍵詞：材料表面浸濕性能研究及其在分離分析中的應(yīng)用

  更多相關(guān)文章： 超疏水 超親水 聚氨酯海綿 不銹鋼網(wǎng) 溶膠-凝膠法 納米粒子 PDMS 油水分離

【摘要】：原油泄漏的處理已經(jīng)成為當(dāng)今社會(huì)保護(hù)環(huán)境,避免水體污染的一個(gè)重要的任務(wù)�，F(xiàn)行處理原油泄漏的方法主要是從水體表面收集泄漏的油、使用分散劑促使油自然降解或就地燃燒等,其中利用材料從水體表面收集油的方法,因其操作簡(jiǎn)單方便,不會(huì)造成二次污染而備受矚目。傳統(tǒng)的材料如有機(jī)黏土、稻草、木質(zhì)纖維、毛發(fā)、沸石等在實(shí)際中得到了廣泛地應(yīng)用。但是它們存在吸收容量小、回收率低、最重要的是它們不具有選擇性,不僅吸收油,同時(shí)也吸收水,不能有效地進(jìn)行油水分離。因此,制備具有吸收容量大、選擇性強(qiáng)、價(jià)格低廉、回收率好的新穎材料是處理原油泄漏中一個(gè)很大的挑戰(zhàn)。論文以簡(jiǎn)單的方法成功的制備了三種低成本、環(huán)境友好的特殊浸濕性材料,并對(duì)所制得的三種材料進(jìn)行了多種表征分析以研究這三種材料的穩(wěn)定性及其在油水分離中的應(yīng)用。1、首先在三聚氰胺海綿(MA海綿)基體摻雜碳,通過(guò)甲基丙烯酸的自聚合反應(yīng)引入羧基活性基團(tuán);其次通過(guò)離子交換反應(yīng)將銅離子接在海綿表面;最后通過(guò)十二烷基硫醇對(duì)該海綿進(jìn)行疏水改性修飾獲得了具有靜態(tài)接觸角達(dá)到152°的超疏水、超親油性能的摻雜碳的聚甲基丙烯酸@銅@十二烷基硫醇三聚氰胺海綿(C@PMAA@Cu@DCT MA海綿)。通過(guò)紅外光譜儀、接觸角測(cè)定儀、掃描電子顯微鏡、能量彌散X射線(xiàn)譜等對(duì)所制備的材料進(jìn)行了表征,結(jié)果表明,C@PMAA@Cu@DCT MA海綿對(duì)有機(jī)物表現(xiàn)出較高的飽和吸收容量,可吸收達(dá)自身重量的23倍以上的油及有機(jī)物。所吸收的油或有機(jī)物可以通過(guò)簡(jiǎn)單的機(jī)械擠壓而得以回收再利用。經(jīng)過(guò)10次的吸收/恢復(fù)周期,仍可表現(xiàn)出較好的疏水性和吸收性。2、采用溶膠-凝膠法制備TiO2水溶膠,通過(guò)浸漬法將制備的TiO2粒子負(fù)載于聚氨酯海綿(PU海綿)上,然后經(jīng)過(guò)聚二甲基硅氧烷(PDMS)的疏水修飾,獲得超疏水結(jié)構(gòu)。制備過(guò)程簡(jiǎn)單,制備的海綿表現(xiàn)出超疏水、超親油性,其靜態(tài)接觸角大于150°,對(duì)各種油及有機(jī)物的吸收量達(dá)16.7 g/g以上。所吸收的油或有機(jī)物可以通過(guò)簡(jiǎn)單的機(jī)械擠壓而得以回收再利用。經(jīng)過(guò)60次的吸收/恢復(fù)周期,所制備的海綿的吸收能力損失很小,表現(xiàn)出良好的可重復(fù)使用性能。3、采用溶膠凝膠法制備了SnO2凝膠,通過(guò)一步浸泡法將SnO2凝膠修飾到不銹鋼網(wǎng)上,通過(guò)高溫煅燒和紫外照射得到接觸角為0o的超親水SnO2@不銹網(wǎng)。表征顯示二氧化錫粒子被成功修飾到了不銹鋼網(wǎng)表面。SnO2@不銹鋼網(wǎng)對(duì)有機(jī)溶劑和油類(lèi)物質(zhì)具有高選擇性和分離效果,僅通過(guò)重力作用即可分離油水混合物,油的回收率可以達(dá)到90%以上。以上三種材料制備方法簡(jiǎn)單,并具有快速分離油水混合物的特點(diǎn),研究為油水分離材料的開(kāi)發(fā)提供了理論支持。
【關(guān)鍵詞】：超疏水 超親水 聚氨酯海綿 不銹鋼網(wǎng) 溶膠-凝膠法 納米粒子 PDMS 油水分離
【學(xué)位授予單位】：湖南師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TB30;O652
【目錄】：

• 中文摘要4-6
• Abstract6-10
• 第一章 緒論10-20
• 1.1 特殊浸濕性表面10
• 1.2 固體表面浸濕性理論10-13
• 1.2.1 潤(rùn)濕性10-13
• 1.3 特殊浸濕性材料的制備13-17
• 1.3.1 超疏水表面的制備方法13-17
• 1.3.2 超親水表面的制備方法17
• 1.4 特殊浸濕性表面的應(yīng)用17-18
• 1.5 本課題的選題背景及擬開(kāi)展的研究?jī)?nèi)容18-20
• 1.5.1 選題背景18-19
• 1.5.2 本課題擬開(kāi)展的研究?jī)?nèi)容19-20
• 第二章 超疏水C@PMAA@Cu@DCT MA海綿的制備及其在油水分離中的應(yīng)用20-30
• 2.1 引言20-21
• 2.2 實(shí)驗(yàn)部分21-22
• 2.2.1 試劑與儀器21
• 2.2.2 MA海綿的預(yù)處理21
• 2.2.3 超疏水海綿的制備21-22
• 2.2.5 吸收性能的考察22
• 2.3 結(jié)果與討論22-29
• 2.3.1 疏水性能表征22-24
• 2.3.2 紅外表征24-25
• 2.3.3 掃描電子顯微鏡表征25
• 2.3.4 能量彌散X射線(xiàn)譜表征25-26
• 2.3.5 油水分離情況考察26-29
• 2.4 小結(jié)29-30
• 第三章 超疏水PDMS-TiO_2-PU海綿的制備及油水分離研究30-44
• 3.1 引言30
• 3.2 實(shí)驗(yàn)部分30-32
• 3.2.1 試劑與儀器30-31
• 3.2.2 實(shí)驗(yàn)方案31-32
• 3.3 結(jié)果與討論32-42
• 3.3.1 濃度考察32-33
• 3.3.2 接觸角表征33-34
• 3.3.3 紅外表征34-35
• 3.3.4 掃描電子顯微鏡表征35-36
• 3.3.5 能量彌散X射線(xiàn)譜表征36-37
• 3.3.6 吸油能力的測(cè)試37-42
• 3.4 小結(jié)42-44
• 第四章 超親水SnO_2@不銹鋼網(wǎng)的制備及在油水分離中的應(yīng)用44-54
• 4.1 引言44-45
• 4.2 實(shí)驗(yàn)部分45
• 4.2.1 試劑與儀器45
• 4.2.2 超親水SnO_2@不銹鋼網(wǎng)的制備45
• 4.3 結(jié)果與討論45-53
• 4.3.1 SnO_2@不銹鋼網(wǎng)制備條件優(yōu)化45-47
• 4.3.2 接觸角測(cè)定47-48
• 4.3.3 掃描電鏡表征48-49
• 4.3.4 能量彌散X射線(xiàn)譜表征49-50
• 4.3.5 油水分離情況考察50-52
• 4.3.6 穩(wěn)定性考察52-53
• 4.4 小結(jié)53-54
• 結(jié)語(yǔ)54-56
• 參考文獻(xiàn)56-65
• 致謝65-66
• 碩士期間發(fā)表的相關(guān)論文66

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本文編號(hào)：942560