本文關(guān)鍵詞：柔性二硫化鉬海綿的制備及其油水分離和吸附性能研究

  更多相關(guān)文章： 二硫化鉬 三聚氰胺甲醛海綿 油水分離 浸涂法/水熱法 吸附

【摘要】：隨著全球經(jīng)濟一體化進程,石油作為戰(zhàn)略物資得到各國政府的重視,這使得海洋石油開采及海上石油運輸?shù)玫搅搜杆侔l(fā)展。不幸的是海上原油泄漏事故經(jīng)常發(fā)生,這些溢油事故如果不能得到及時處理,會導(dǎo)致油污不斷擴散,從而對當?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境造成嚴重傷害。與此同時,工業(yè)廢水和隨意排放的日�；瘜W(xué)試劑污染現(xiàn)有優(yōu)質(zhì)水資源,給自然界的自我恢復(fù)能力帶來了很大挑戰(zhàn)。如何有效凈化被污染的水資源、保護環(huán)境成為了各國政府和科學(xué)家亟待解決的課題。因此,本文探索出簡單有效的制備三維MoS2油水分離材料和吸附材料的方法,并研究了其油水分離性能和吸附性能。主要研究結(jié)果如下:(1)采用浸涂法將MoS2與柔性三聚氰胺甲醛海綿結(jié)合制備了MoS2超疏水超親油海綿,通過重復(fù)浸涂干燥過程控制MoS2納米片在海綿上的加載量,當加載量增加到8.4%時,材料接觸角達到了150°±2°,具有超疏水性能。在不同的pH值和溫度條件下材料的疏水性能保持高度的穩(wěn)定性。材料具有較高的吸油能力,可吸收約自身重量的82-159倍的油品;經(jīng)過50次吸油循環(huán)周期后,材料的吸油能力幾乎保持不變;甚至在80℃的油水混合物中進行30個周期測試,其高溫下油水分離性能與常溫下幾乎相同。進一步對材料的機械性能進行研究,經(jīng)過1000次的壓縮以及多次的彎曲、扭曲,材料依然可以迅速恢復(fù)其初始形態(tài)。另外,在火焰下對材料進行阻燃性測試,結(jié)果表明其具有良好的阻燃性。將MoS2超疏水超親油海綿、導(dǎo)管和蠕動泵進行簡單結(jié)合實現(xiàn)連續(xù)油水分離,上下晃動的水面并沒有影響裝置的油水分離效率。經(jīng)過長達10 h的連續(xù)工作后該裝置依然保持非常好的油水分離效果。(2)采用水熱法制備MoS2,通過浸涂法將MoS2與柔性三聚氰胺甲醛海綿結(jié)合制備了MoS2吸附海綿,對其進行了XRD、拉曼、TEM、SEM表征分析。以吸附甲基橙為模型研究MoS2吸附海綿的吸附凈化性能。相對于傳統(tǒng)的粉末吸附材料而言,三維多孔吸附材料有效避免了粉末吸附材料所造成的二次污染問題,同時具有非常好的吸附凈化效果,當吸附時間為12 min時,甲基橙溶液的脫色率達到了99.7%。(3)結(jié)合MoS2超疏水超親油海綿和MoS2吸附海綿,設(shè)計了一種同時具有油水分離和吸附能力的裝置,對其性能進行研究,結(jié)果表明該裝置既可以高效完成油水的分離、回收,同時也可以很好的吸附可溶于水的有機物污染物,達到凈化水污染的效果。
【關(guān)鍵詞】：二硫化鉬 三聚氰胺甲醛海綿 油水分離 浸涂法/水熱法 吸附
【學(xué)位授予單位】：湘潭大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：X55;X703;TQ136.12
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-24
• 1.1 引言9-10
• 1.2 超疏水表面10-14
• 1.2.1 靜態(tài)接觸角12-13
• 1.2.2 Wenzel模型13
• 1.2.3 Cassie模型13-14
• 1.3 超疏水-超親油材料的研究14-20
• 1.3.1 超疏水粉末材料14-16
• 1.3.2 超疏水網(wǎng)膜材料16-18
• 1.3.3 三維多孔超疏水材料18-20
• 1.4 吸附凈化材料20-21
• 1.5 類石墨烯二硫化鉬材料簡介21-22
• 1.6 本文選題依據(jù)和研究的主要內(nèi)容22-24
• 第2章 實驗材料、儀器及表征技術(shù)24-29
• 2.1 實驗材料24
• 2.2 實驗儀器與設(shè)備24-25
• 2.3 表征技術(shù)25-29
• 2.3.1 X射線衍射分析(XRD)25-26
• 2.3.2 掃描電子顯微鏡分析(SEM)26
• 2.3.3 透射電子顯微鏡分析(TEM)26
• 2.3.4 拉曼光譜測試26-27
• 2.3.5 紫外吸收光譜（UV - Vis specter）測試27
• 2.3.6 潤濕性能測試27-28
• 2.3.7 循環(huán)應(yīng)力-應(yīng)變曲線測試28
• 2.3.8 吸油能力測試28-29
• 第3章 柔性二硫化鉬海綿浸涂法制備及其性能29-45
• 3.1 引言29
• 3.2 實驗部分29-30
• 3.3 結(jié)果與討論30-40
• 3.3.1 表面微觀形貌分析30-32
• 3.3.2 潤濕性能分析32-35
• 3.3.3 MoS_2超疏水超親油海綿油水分離特性研究35-36
• 3.3.4 MoS_2超疏水超親油海綿耐用性能研究36-39
• 3.3.5 MoS_2超疏水超親油海綿阻燃性能研究39-40
• 3.4 高效油水分離裝置設(shè)計及性能研究40-43
• 3.4.1 連續(xù)油水分離蠕動泵設(shè)計40-42
• 3.4.2 連續(xù)油水分離蠕動泵耐用性測試42-43
• 3.5 本章小結(jié)43-45
• 第4章 水熱法結(jié)合浸涂法制備二硫化鉬海綿及其吸附性能研究45-52
• 4.1 引言45
• 4.2 實驗部分45-46
• 4.3 結(jié)果與討論46-51
• 4.3.1 成分與晶體結(jié)構(gòu)分析46-47
• 4.3.2 表面微觀形貌分析47-48
• 4.3.3 MoS_2納米片的吸附性能研究48-50
• 4.3.4 MoS_2吸附海綿的吸附性能研究50-51
• 4.4 本章小結(jié)51-52
• 第5章 油水分離、吸附二硫化鉬海綿及其裝置的設(shè)計52-55
• 5.1 引言52
• 5.2 實驗部分52-53
• 5.3 油水分離、吸附雙功效裝置的設(shè)計53-54
• 5.4 本章小結(jié)54-55
• 第6章 總結(jié)與展望55-57
• 6.1 結(jié)論55-56
• 6.2 展望56-57
• 參考文獻57-62
• 致謝62-63
• 附錄A：攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文63

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本文編號：893158