海上溢油、工業(yè)生產(chǎn)和家庭生活產(chǎn)生的含油廢水對水體環(huán)境和生態(tài)系統(tǒng)造成了嚴(yán)重的威脅,如何將油/水混合液進(jìn)行有效的分離一直是亟待解決的工程問題。極端潤濕性油/水分離篩利用了油和水在其表面上潤濕性差異,為該問題的解決提供了新的思路。陽極氧化法和激光加工法是兩種常見的表面機(jī)械加工手段,而銅合金也是當(dāng)前最常用的工業(yè)材料之一。本文以銅網(wǎng)和泡沫銅為基體材料,利用了陽極氧化一步法和激光加工法配合長鏈硅烷低表面能修飾的方法制備了極端潤濕性油/水分離篩。本文研究內(nèi)容主要包括:以銅網(wǎng)為基體,通過三因素四水平正交實(shí)驗(yàn)的極差分析結(jié)果,確定了陽極氧化一步法的制備參數(shù)最優(yōu)組合。制備了具有超疏水/超親油表面性質(zhì)的極端潤濕性油/水分離篩,其中,水滴接觸角為153.0±2.3°,水滴滾動角為7.5°,油滴在2.6 s內(nèi)被表面完全吸收,油滴接觸角為0°。制備的極端潤濕性油/水分離篩表面具有完整的微/納二元尺度的粗糙結(jié)構(gòu),表面的主要組成成分為陽極氧化產(chǎn)物豆蔻酸銅。制備的極端潤濕性油/水分離篩與原始銅網(wǎng)相比,腐蝕電流下降了一個數(shù)量級,經(jīng)過剝離實(shí)驗(yàn)、摩擦測試和水下浸泡實(shí)驗(yàn),表面仍然具備優(yōu)良的疏水性能,表明表面具有優(yōu)良的抗腐蝕性和機(jī)... 

【文章來源】：太原理工大學(xué)山西省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：99 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 研究背景與意義
    1.2 傳統(tǒng)油/水分離的方法
        1.2.1 化學(xué)法
        1.2.2 生物法
        1.2.3 物理法
    1.3 極端潤濕性油/水分離篩的制備方法
        1.3.1 自然界極端潤濕現(xiàn)象
        1.3.2 極端潤濕性油/水分離篩的制備方法
        1.3.3 當(dāng)前制備方法存在的問題
    1.4 本文的主要工作
第二章 制備極端潤濕性油/水分離篩的理論基礎(chǔ)與方案
    2.1 表面潤濕性參數(shù)
    2.2 潤濕性模型
        2.2.1 Young模型
        2.2.2 Wenzel模型
        2.2.3 Cassie-Baxter模型
    2.3 基于分形維數(shù)對潤濕性的分析
        2.3.1 分形維數(shù)提取和計(jì)算方法
        2.3.2 分形維數(shù)對潤濕性的影響
    2.4 基于潤濕理論的極端潤濕性油/水分離篩制備方案
        2.4.1 極端潤濕性油/水分離篩制備思路
        2.4.2 極端潤濕性油/水分離篩材料的選取
        2.4.3 銅基極端潤濕性油/水分離篩的制備方法
    2.5 本章小結(jié)
第三章 基于陽極氧化一步法極端潤濕性油/水分離篩的制備
    3.1 制備與表征方法
        3.1.1 制備材料與設(shè)備
        3.1.2 極端潤濕性油/水分離篩的制備方法
        3.1.3 表征手段與方法
    3.2 結(jié)果與分析
        3.2.1 極端潤濕性油/水分離篩制備參數(shù)的選取
        3.2.2 極端潤濕性油/水分離篩表面微觀形貌與成分
        3.2.3 極端潤濕性油/水分離篩表面潤濕性
        3.2.4 極端潤濕性油/水分離篩的耐腐蝕性和機(jī)械穩(wěn)定性
    3.3 本章小結(jié)
第四章 基于激光加工法極端潤濕性油/水分離篩的制備
    4.1 制備與表面設(shè)計(jì)
        4.1.1 制備材料與設(shè)備
        4.1.2 極端潤濕性油/水分離篩的制備方法
        4.1.3 極端潤濕性油/水分離篩的表面設(shè)計(jì)
    4.2 結(jié)果與分析
        4.2.1 極端潤濕性油/水分離篩表面微觀形貌與成分
        4.2.2 極端潤濕性油/水分離篩表面潤濕性
        4.2.3 極端潤濕性油/水分離篩的耐腐蝕性和機(jī)械穩(wěn)定性
    4.3 兩種極端潤濕性油/水分離篩的比較
    4.4 本章小結(jié)
第五章 極端潤濕性油/水分離篩的應(yīng)用
    5.1 油/水分離裝置的設(shè)計(jì)與原理
    5.2 油/水分離實(shí)驗(yàn)結(jié)果
        5.2.1 不同類型油/水混合液的分離效率
        5.2.2 油/水混合液的分離純度
        5.2.3 循環(huán)再利用能力
    5.3 本章小結(jié)
第六章 全文總結(jié)及展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]高斯光束特性分析及其應(yīng)用[J]. 葉大華.  激光技術(shù). 2019(01)
[2]不同碳源濃度金剛石涂層刀具切削石材的性能研究[J]. 陸峰,王筱晴,查麗瓊,閆廣宇,吳玉厚.  人工晶體學(xué)報(bào). 2018(09)
[3]海洋溢油污染的環(huán)境監(jiān)管探究[J]. 劉慧,閆瀟,高新偉.  生態(tài)經(jīng)濟(jì). 2018(07)
[4]耐腐蝕超疏水銅網(wǎng)的制備及其在油水分離中的應(yīng)用[J]. 羅曉民,魏夢媛,曹敏.  材料工程. 2018(05)
[5]仿花瓣效應(yīng)超疏水涂層提高純鎂抗腐蝕性和生物相容性（英文）[J]. 彭峰,王東輝,馬小涵,朱紅芹,喬玉琴,劉宣勇.  Science China Materials. 2018(04)
[6]材料表面潤濕性的影響因素及預(yù)測模型[J]. 蔣華義,張亦翔,梁愛國,齊紅媛.  表面技術(shù). 2018(01)
[7]超疏水聚硅氧烷/聚氨酯海綿的制備及其油水分離特性的研究[J]. 程千會,劉長松,劉盛友.  材料研究與應(yīng)用. 2017(04)
[8]內(nèi)循環(huán)式水力旋流油水分離器的研究[J]. 張輝煌,欒江峰,趙志陽.  當(dāng)代化工. 2017(11)
[9]仿月季花/TiO2超疏水竹材表面特征研究[J]. 何星蔚,傅深淵,戴月萍,金春德,王發(fā)鵬.  世界竹藤通訊. 2017(05)
[10]激光表面加工技術(shù)的發(fā)展與現(xiàn)狀[J]. 瞿偉成,楊博程,劉延輝,袁康薦,孔慧穎,宋陽.  熱加工工藝. 2017(20)

碩士論文
[1]激光直接成型技術(shù)及其配套材料的研究與開發(fā)[D]. 何曉蕾.南京信息工程大學(xué) 2018
[2]3D打印超疏水超親油多孔膜及其在油水分離中的應(yīng)用[D]. 呂娟.西南交通大學(xué) 2017
[3]金屬基潤濕性可控仿生超疏水表面的制備與調(diào)控機(jī)制[D]. 姚文廣.吉林大學(xué) 2017
[4]超疏水—超親油泡沫銅的制備及油水分離研究[D]. 羅潔.大連理工大學(xué) 2016
[5]銅基仿生微結(jié)構(gòu)多功能表面的制備及性能[D]. 李淑一.吉林大學(xué) 2015
[6]超疏水超親油濾網(wǎng)的制備與應(yīng)用研究[D]. 卜祥瑋.大連理工大學(xué) 2013
[7]助劑沉降法脫除催化裂化油漿中固體粉末的研究[D]. 楊杰.華東理工大學(xué) 2013
[8]重力式油水分離器性能的數(shù)值模擬[D]. 侯先瑞.大連海事大學(xué) 2011



本文編號：3439729