納米顆粒調控界面電動流動及其應用研究
發(fā)布時間：2022-12-04 15:38
船舶承載了 80%的世界貿易運輸量。船舶在營運過程中產生的大量含油污水如果被直接排放將危害海洋環(huán)境和人體健康,破壞生態(tài)平衡。聚結分離法和超濾膜分離法雖然可以滿足船舶處理乳化油的強制要求,但實際應用中聚結濾芯和濾膜在截留乳化油滴的同時易被油黏附堵塞而失效。因此,通過納米顆粒調控固-液界面電動流動從而抑制油滴在油污水處理材料表面的粘附具有重要研究意義。此外,基于納米顆粒調控液-液界面電動流動強化油滴聚結的原理發(fā)展一種新型高效綠色的船舶油污水處理技術是從根本上解決這一問題的關鍵。本文基于納米顆粒的大比表面積和強吸附性能,旨在通過改變固-液界面和液-液界面zeta電勢分布改變界面電動流動,發(fā)展基于納米顆粒界面改性的新型綠色高效船舶油污水處理技術。采用數值模擬和實驗驗證相結合的方法,研究了納米顆粒非均勻分布造成PDMS微通道壁面和油水界面zeta電勢非均勻分布對電滲流的影響,發(fā)現了界面zeta電勢不均勻分布對電動渦流的影響規(guī)律。此外,本文還進行了直流電場作用下Al2O3納米顆粒強化油滴聚結研究。具體來看,本文的研究內容主要包括:（1）Fe3<...
【文章頁數】：78 頁
【學位級別】：碩士
【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
1.1 研究背景和意義
1.1.1 船舶含油污水
1.1.2 防止船舶含油污水污染的要求
1.2 國內外研究現狀
1.2.1 界面電動流動調控技術
1.2.2 船舶油污水處理技術
1.3 界面電動流動
1.3.1 雙電層
1.3.2 電滲流
1.3.3 顆粒電動運動速度
1.4 研究目的及內容
第2章 Fe304納米顆粒調控固-液界面電動流動
2.1 電動流動數值模擬研究
2.1.1 微通道幾何模型
2.1.2 電場
2.1.3 速度場
2.1.4 數值求解
2.2 實驗方法和內容
2.2.1 微流控芯片制備
2.2.2 系統(tǒng)搭建
2.2.3 實驗步驟
2.3 結果分析與討論
2.3.1 顯微立體觀察結果
2.3.2 PDMS壁面zeta測量結果
2.3.3 改性毫米級長度PDMS壁面的數值模擬和顆粒示蹤實驗結果
2.3.4 改性微米級長度PDMS壁面的數值模擬和顆粒示蹤實驗結果
2.4 本章小結
第3章 Al_2O_3納米顆粒調控液-液界面電動流動
3.1 油水界面zeta電勢調控原理
3.2 油水界面電動流動數值模擬研究
3.2.1 油滴幾何模型
3.2.2 電場
3.2.3 速度場
3.2.4 數值求解
3.3 實驗
3.3.1 系統(tǒng)搭建
3.3.2 實驗步驟
3.4 結果分析與討論
3.4.1 數值模擬結果
3.4.2 油滴表面A1203納米顆粒的分布
3.4.3 顆粒示蹤實驗結果
3.5 本章小結
第4章 Al_2O_3納米顆粒強化直流電場作用下油滴聚結研究
4.1 實驗
4.1.1 實驗系統(tǒng)搭建
4.1.2 實驗步驟
4.2 結果分析與討論
4.2.1 直流電場作用下油滴聚結
4.2.2 直流電場作用下Al_2O_3納米顆粒強化油滴聚結
4.3 本章小結
第5章 結論與展望
參考文獻
攻讀學位期間公開發(fā)表論文
致謝
作者簡介
【參考文獻】：
期刊論文
[1]MEPC.107（49）決議中有關船舶機器處所艙底水防污染設備要求的疑點及研究[J]. 汪國興,羅超. 珠江水運. 2017(03)
[2]海洋防污材料[J]. 謝慶宜,馬春風,張廣照. 科學. 2017(01)
[3]速率對微流體油液檢測芯片顆粒計數靈敏度的影響[J]. 王強,張洪朋,劉恩辰,孫玉清,陳海泉. 機床與液壓. 2016(13)
[4]微/納流控系統(tǒng)電滲流研究進展[J]. 吳健康,龔磊,陳波,曹侃. 力學進展. 2009(05)
[5]淺析船舶油污水的危害及處理方法[J]. 姬鈺. 船舶. 2009(02)
[6]亞微米/納米通道電滲流及控制[J]. 龔磊,吳健康,王蕾,晁侃. 華中科技大學學報(自然科學版). 2008(09)
[7]電滲泵中電滲流的控制[J]. 陳令新,關亞風,馬繼平. 分析化學. 2003(05)
博士論文
[1]綠色化學改性的微流控芯片及其蛋白質分離應用研究[D]. 張兆威.華中科技大學 2010
碩士論文
[1]我國海洋強國戰(zhàn)略視角下的海洋環(huán)境保護問題研究[D]. 馬鳳媛.中國海洋大學 2014
本文編號：3708534
【文章頁數】：78 頁
【學位級別】：碩士
【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
1.1 研究背景和意義
1.1.1 船舶含油污水
1.1.2 防止船舶含油污水污染的要求
1.2 國內外研究現狀
1.2.1 界面電動流動調控技術
1.2.2 船舶油污水處理技術
1.3 界面電動流動
1.3.1 雙電層
1.3.2 電滲流
1.3.3 顆粒電動運動速度
1.4 研究目的及內容
第2章 Fe304納米顆粒調控固-液界面電動流動
2.1 電動流動數值模擬研究
2.1.1 微通道幾何模型
2.1.2 電場
2.1.3 速度場
2.1.4 數值求解
2.2 實驗方法和內容
2.2.1 微流控芯片制備
2.2.2 系統(tǒng)搭建
2.2.3 實驗步驟
2.3 結果分析與討論
2.3.1 顯微立體觀察結果
2.3.2 PDMS壁面zeta測量結果
2.3.3 改性毫米級長度PDMS壁面的數值模擬和顆粒示蹤實驗結果
2.3.4 改性微米級長度PDMS壁面的數值模擬和顆粒示蹤實驗結果
2.4 本章小結
第3章 Al_2O_3納米顆粒調控液-液界面電動流動
3.1 油水界面zeta電勢調控原理
3.2 油水界面電動流動數值模擬研究
3.2.1 油滴幾何模型
3.2.2 電場
3.2.3 速度場
3.2.4 數值求解
3.3 實驗
3.3.1 系統(tǒng)搭建
3.3.2 實驗步驟
3.4 結果分析與討論
3.4.1 數值模擬結果
3.4.2 油滴表面A1203納米顆粒的分布
3.4.3 顆粒示蹤實驗結果
3.5 本章小結
第4章 Al_2O_3納米顆粒強化直流電場作用下油滴聚結研究
4.1 實驗
4.1.1 實驗系統(tǒng)搭建
4.1.2 實驗步驟
4.2 結果分析與討論
4.2.1 直流電場作用下油滴聚結
4.2.2 直流電場作用下Al_2O_3納米顆粒強化油滴聚結
4.3 本章小結
第5章 結論與展望
參考文獻
攻讀學位期間公開發(fā)表論文
致謝
作者簡介
【參考文獻】：
期刊論文
[1]MEPC.107（49）決議中有關船舶機器處所艙底水防污染設備要求的疑點及研究[J]. 汪國興,羅超. 珠江水運. 2017(03)
[2]海洋防污材料[J]. 謝慶宜,馬春風,張廣照. 科學. 2017(01)
[3]速率對微流體油液檢測芯片顆粒計數靈敏度的影響[J]. 王強,張洪朋,劉恩辰,孫玉清,陳海泉. 機床與液壓. 2016(13)
[4]微/納流控系統(tǒng)電滲流研究進展[J]. 吳健康,龔磊,陳波,曹侃. 力學進展. 2009(05)
[5]淺析船舶油污水的危害及處理方法[J]. 姬鈺. 船舶. 2009(02)
[6]亞微米/納米通道電滲流及控制[J]. 龔磊,吳健康,王蕾,晁侃. 華中科技大學學報(自然科學版). 2008(09)
[7]電滲泵中電滲流的控制[J]. 陳令新,關亞風,馬繼平. 分析化學. 2003(05)
博士論文
[1]綠色化學改性的微流控芯片及其蛋白質分離應用研究[D]. 張兆威.華中科技大學 2010
碩士論文
[1]我國海洋強國戰(zhàn)略視角下的海洋環(huán)境保護問題研究[D]. 馬鳳媛.中國海洋大學 2014
本文編號：3708534
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