工業(yè)污水的排放以及海上泄油事件的頻繁發(fā)生造成了大量的油水混合物,不僅對環(huán)境帶來污染,且造成了資源的浪費(fèi)。探索出一種可實現(xiàn)油水混合物分離的高效方法至關(guān)重要。鑒于極端潤濕性表面對油相和水相顯示相反的特性,故可通過制備合適的極端潤濕性材料可分別實現(xiàn)輕油/水和重油/水混合物的分離。針對現(xiàn)有制備工藝存在的成本高、效率低、穩(wěn)定性差等問題,論文提出先利用掩膜電化學(xué)加工技術(shù)構(gòu)建鋁基凹坑陣列結(jié)構(gòu),再經(jīng)化學(xué)刻蝕后得到具有多孔陣列結(jié)構(gòu)的鋁基超親水表面,然后降低表面能后獲得超疏水性,最終分別實現(xiàn)輕油/重油水混合物的高效分離。論文的主要研究內(nèi)容如下:（1）采用ANSYS軟件建立掩膜電化學(xué)加工模型,確立了工件與電解液界面上的節(jié)點坐標(biāo)的迭代計算方法,探索了加工過程中的工件尺寸的變化與電流密度、加工時間的變化規(guī)律。通過試驗結(jié)果與仿真結(jié)果對比發(fā)現(xiàn),仿真結(jié)果可較好地預(yù)測所加工凹坑結(jié)構(gòu)的尺寸,僅在場強(qiáng)分布較弱的凹坑結(jié)構(gòu)側(cè)壁與試驗結(jié)果存在較小差異。（2）采用化學(xué)刻蝕法對上述所得凹坑陣列結(jié)構(gòu)進(jìn)行處理,獲得具有多孔陣列結(jié)構(gòu)的鋁基超親水表面。研究試樣的潤濕性情況,并觀測其表面微觀結(jié)構(gòu);基于該超親水表面,進(jìn)行多種輕油/水混合物的分離試...

【文章頁數(shù)】：62 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 研究背景和意義
    1.2 油水分離研究現(xiàn)狀
        1.2.1 傳統(tǒng)油水分離技術(shù)
        1.2.2 極端潤濕性表面油水分離技術(shù)
    1.3 極端潤濕性過濾材料制備技術(shù)
        1.3.1 極端潤濕性過濾材料制備方法
        1.3.2 存在的問題
    1.4 本文的主要研究思路與內(nèi)容
2 掩膜電解加工及潤濕性相關(guān)理論基礎(chǔ)
    2.1 掩膜電解加工相關(guān)理論基礎(chǔ)
        2.1.1 光刻相關(guān)理論
        2.1.2 法拉第定律
        2.1.3 電流效率
        2.1.4 電解加工間的電場特性
    2.2 潤濕性相關(guān)理論
        2.2.1 Young氏模型
        2.2.2 Wenzel模型
        2.2.3 Cassie-Baxter模型
        2.2.4 水下超疏油理論
    2.3 本章小結(jié)
3 掩膜電解加工仿真與制備
    3.1 模型的建立和分析
        3.1.1 模型的建立
        3.1.2 模型的求解方法分析
        3.1.3 節(jié)點坐標(biāo)的求解
    3.2 模型的變化規(guī)律分析
        3.2.1 模型的變化與場強(qiáng)分布規(guī)律
        3.2.2 工件的結(jié)構(gòu)的變化與加工參數(shù)關(guān)系
    3.3 試驗驗證
        3.3.1 試驗材料與裝置
        3.3.2 制備方法與流程
        3.3.3 試驗與仿真結(jié)果對比
    3.4 本章小結(jié)
4 極端潤濕性多孔陣列結(jié)構(gòu)的油水分離應(yīng)用
    4.1 極端潤濕性多孔陣列結(jié)構(gòu)的制備與表征
        4.1.1 試驗材料與裝置
        4.1.2 試樣的制備方法
        4.1.3 試樣的表征
    4.2 結(jié)果與分析
        4.2.1 表面潤濕性
        4.2.2 微觀結(jié)構(gòu)
    4.3 超親水-超疏油多孔陣列結(jié)構(gòu)在油水分離的應(yīng)用
        4.3.1 裝置及分離原理
        4.3.2 對不同輕油的分離能力
        4.3.3 循環(huán)能力及穩(wěn)定性
    4.4 超疏水-超親油多孔陣列結(jié)構(gòu)在油水分離的應(yīng)用
        4.4.1 對二氯甲烷/水的油水混合物的分離能力
        4.4.2 循環(huán)利用能力及穩(wěn)定性
    4.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況
致謝



本文編號：4014694