【摘要】：工業(yè)含油廢水和生活污水排放量增加、石油泄漏等事故頻發(fā),不僅造成了嚴重的資源浪費,而且對脆弱的生態(tài)環(huán)境和生物多樣性都造成了巨大破壞。傳統(tǒng)的油水分離的方法有重力法、離心法、就地燃燒等,但它們無一不存在特別嚴重且無法規(guī)避的弊端,如價格昂貴、分離率低、容易引起二次污染等。因此,我們迫切需要一種能夠?qū)崿F(xiàn)油水分離,同時又能規(guī)避傳統(tǒng)油水分離方法缺陷的材料和方法。特殊潤濕性材料在經(jīng)過一段時間的發(fā)展之后,被成功應用于油水分離,并且引起了世界范圍內(nèi)人們的廣泛關注。相較于傳統(tǒng)油水分離方法,特殊潤濕性材料進行油水分離的依據(jù)是油相和水相之間表面能不同,因此該分離方法可以實現(xiàn)較高分離率。不僅如此,對于此類材料,隨著研究的深入,價格昂貴、二次污染等問題都可以得到有效地解決。本實驗中,選用泡沫銅金屬作為基底,通過一步水熱法以及后期的化學修飾和預潤濕兩種不同處理方法,圍繞材料的特殊潤濕性和在油水分離中的應用,對材料的多種性能和機理進行了探究。1.采用簡單化學刻蝕和一步水熱法,并通過調(diào)節(jié)尿素的添加量,成功在金屬泡沫銅表面生成了一層有利于特殊潤濕性表面制備的均勻、致密的二氧化鈦納米棒。2.用低表面能的1H,1H,2H,2H-全氟辛基三乙氧基硅烷對水熱處理后的材料進行改性處理,得到具有超疏水超親油、低黏附性表面的多孔材料,在其表面水的接觸角為154°,滾動角為4.8°,油的接觸角為約為0°。該多孔材料不僅有良好的低黏附性、自清潔性能,且具有良好的油水分離性能(以柴油為例),其分離率可達93%。3.通過簡單的化學刻蝕和一步水熱法,在泡沫銅表面沉積一層均勻、致密的二氧化鈦納米棒,成功構(gòu)建了分層微觀結(jié)構(gòu)。這種泡沫材料不僅很容易被油或水潤濕,且被預潤濕后被置于第二相時不會被第二相液體所替代。通過簡單預潤濕,得到具有超雙疏(水下超疏油和油下超疏水)性質(zhì)的特殊潤濕性多孔材料,該材料在水下油的接觸角為160°,油下水的接觸角為159°(以柴油為例)。證實了制備超雙疏表面的關鍵在于:材料能夠被潤濕,且被潤濕后不會被第二相液體替代。4.在無需表面改性的情況下,通過簡單的預潤濕,可忽略油水的相對比重,對多種類型的油-水混合物都能夠?qū)崿F(xiàn)連續(xù)、高效地分離,且分離率可達99%。且該材料具有良好的循環(huán)性能、耐久性等。即:可以用一種環(huán)保而又低成本的方法來達到連續(xù)、高效油水分離的目的。
【學位授予單位】：吉林大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TB34;X703
【圖文】：

逡逑面的接觸角大�。ǎ茫铮睿簦幔悖翦澹粒睿纾欤�，簡稱為ＣＡ，用０來表示）來反應。如圖１．１所示，逡逑固體表面液滴處于平衡狀態(tài)時，固液界面交線與液體表面切線相交后包含液體部逡逑分的夾角稱作接觸角。根據(jù)接觸角大小可將液體在固體表面的潤濕狀態(tài)劃分為以逡逑下幾種：若０＜９0°，為親液表面，其中０＜l挘跡保

本文編號：2793602