本文關(guān)鍵詞：油水分離功能化表面的制備與性能研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：功能化表面(Functionalized surfaces)是指一些具有某種或者同時(shí)具有多種特殊功能的表面材料。制備這些功能化表面的靈感往往來(lái)自于生物體特殊的功能結(jié)構(gòu)表面,例如具有自清潔功能的荷葉表面等。更重要的是,研究者們開發(fā)了一系列功能化表面的重要應(yīng)用,包括耐腐蝕、防霧、抗結(jié)冰、運(yùn)動(dòng)減阻、油水分離、抗污以及增浮等領(lǐng)域。由于工業(yè)事故或者原油運(yùn)輸造成的油污泄漏頻發(fā),已經(jīng)對(duì)生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生了嚴(yán)重影響。為了解決油污污染問(wèn)題,科學(xué)家們想出了很多策略來(lái)設(shè)計(jì)新型的油水分離表面或者器件。因此,為了進(jìn)一步拓寬功能化表面在油水分離領(lǐng)域的實(shí)際應(yīng)用,本論文擬通過(guò)把功能化表面與調(diào)速型蠕動(dòng)泵(BT300-2J)相結(jié)合,將功能協(xié)同的理論引入到設(shè)計(jì)體系當(dāng)中從而發(fā)展了新一代用于油水分離的超疏水功能化器件。以非磁性海綿銅與磁性海綿鎳作為非電金屬沉積的基片,均勻快速地制造多尺度疊加的粗糙顯微結(jié)構(gòu),進(jìn)一步引入硫醇分子進(jìn)行化學(xué)改性,得到的功能化表面的水接觸角為151.1±0.5°而油接觸角接近0°。經(jīng)過(guò)巧妙的磁操控,由該表面設(shè)計(jì)組裝的器件可以連續(xù)高效地分離并且集成油水混合物中離散在不同部位的油污。將泵速依次設(shè)為30 rpm、40 rpm、50 rpm、60 rpm、70 rpm、80 rpm,集油器里始終不會(huì)收集到任何水。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,該器件的平均油水分離效率高達(dá)95%。為了說(shuō)明該器件高效收集的機(jī)理,我們首次描述了空氣開關(guān)的概念,即利用泵管與該器件底部之間～1 mm厚的空氣層作為自適應(yīng)集油開關(guān)來(lái)實(shí)現(xiàn)油污“開-停-開”連續(xù)收集功能。此外,該器件對(duì)于單一油污以及兩種以上油污都可以連續(xù)循環(huán)使用10次以上,滿足了當(dāng)今社會(huì)發(fā)展對(duì)于材料環(huán)保、廉價(jià)、智能的要求。
【關(guān)鍵詞】：高效收集 空氣開關(guān) 磁操控 自適應(yīng)
【學(xué)位授予單位】：北京化工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TB306;TQ051.8
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-15
• 第一章 緒論15-33
• 1.1 表面潤(rùn)濕性質(zhì)的科學(xué)理論概述15-26
• 1.1.1 親水表面與疏水表面的表面性質(zhì)15-18
• 1.1.2 超親水表面與超疏水表面的表面性質(zhì)18-20
• 1.1.3 理想表面與實(shí)際表面的潤(rùn)濕狀態(tài)對(duì)比20-24
• 1.1.4 靜態(tài)接觸角表征24-25
• 1.1.5 動(dòng)態(tài)接觸角表征25-26
• 1.2 生命體中的超疏水表面26-27
• 1.3 超疏水表面的制備方法27-28
• 1.4 超疏水表面的功能化與應(yīng)用28-33
• 1.4.1 耐腐蝕28-29
• 1.4.2 防霧29
• 1.4.3 抗結(jié)冰29-30
• 1.4.4 運(yùn)動(dòng)減阻30
• 1.4.5 油水分離30
• 1.4.6 抗污30-31
• 1.4.7 增浮31
• 1.4.8 其他應(yīng)用31-33
• 第二章 課題研究意義及研究?jī)?nèi)容33-35
• 2.1 研究意義33-34
• 2.2 研究?jī)?nèi)容34-35
• 第三章 功能化表面的制備35-49
• 3.1 本章引言35-36
• 3.2 儀器和藥品36-37
• 3.2.1 實(shí)驗(yàn)儀器37
• 3.2.2 實(shí)驗(yàn)藥品37
• 3.3 實(shí)驗(yàn)部分37-40
• 3.3.1 金屬海綿與硅片的預(yù)處理38
• 3.3.2 金屬海綿的非電金屬沉積38
• 3.3.3 粗糙銀簇的化學(xué)改性38-39
• 3.3.4 兩步修飾過(guò)后基片表面的CA測(cè)試39
• 3.3.5 兩步修飾過(guò)程中基片表面的SEM測(cè)試39
• 3.3.6 兩步修飾過(guò)程中基片表面的EDX測(cè)試39-40
• 3.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論40-47
• 3.4.1 SHB與SOL的宏觀CA表征40-41
• 3.4.2 SHB與SOL的微觀CA表征41-42
• 3.4.3 兩步修飾過(guò)程中基片表面微觀形貌的SEM對(duì)比42-43
• 3.4.4 兩步修飾過(guò)程中基片表面化學(xué)組成的EDX對(duì)比43-46
• 3.4.5 功能化表面SHB與SOL的機(jī)理46-47
• 3.5 本章小結(jié)47-49
• 第四章 功能化器件的組裝及應(yīng)用49-67
• 4.1 本章引言49-50
• 4.2 儀器和藥品50-52
• 4.2.1 實(shí)驗(yàn)儀器51
• 4.2.2 實(shí)驗(yàn)藥品51-52
• 4.3 實(shí)驗(yàn)部分52-60
• 4.3.1 概念型功能化器件的組裝52
• 4.3.2 概念型器件對(duì)浮油的定域處理52-53
• 4.3.3 概念型器件對(duì)浮油連續(xù)分離與集成53-55
• 4.3.4 概念型器件對(duì)浮油連續(xù)分離與集成的機(jī)理55-56
• 4.3.5 實(shí)用型功能化器件的組裝56-57
• 4.3.6 實(shí)用型器件對(duì)實(shí)際水上/水下油污的定域處理57-58
• 4.3.7 實(shí)用型器件對(duì)實(shí)際油污的連續(xù)分離與集成58-60
• 4.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論60-65
• 4.4.1 實(shí)用型器件分離效率對(duì)比60-61
• 4.4.2 實(shí)用型器件集成速率對(duì)比61
• 4.4.3 實(shí)用型器件智能油水分離61-62
• 4.4.4 實(shí)用型器件漂浮的穩(wěn)定性62
• 4.4.5 實(shí)用型器件耐酸堿穩(wěn)定性62-63
• 4.4.6 實(shí)用型器件循環(huán)使用壽命63-64
• 4.4.7 實(shí)用型器件在未來(lái)的構(gòu)想64-65
• 4.5 本章小結(jié)65-67
• 第五章 總結(jié)與展望67-69
• 參考文獻(xiàn)69-75
• 致謝75-77
• 研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文77-79
• 作者和導(dǎo)師簡(jiǎn)介79-80
• 北京化工大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文答辯委員會(huì)決議書80-81

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前2條

1 鐘明強(qiáng);鄭建勇;馮杰;;以多孔CaCO_3微球?yàn)槟０逯苽渚垡蚁┏杷砻鎇J];高等學(xué)校化學(xué)學(xué)報(bào);2010年12期

2 劉斌;傅葉R，

本文編號(hào)：294046