發(fā)布時間：2021-11-10 02:12

　　含油廢水的大量排放和頻繁發(fā)生的原油泄漏,不僅對生態(tài)系統(tǒng)造成了難以恢復的污染和破壞,而且浪費了大量的寶貴能源,因此對于含油廢水的有效分離已經(jīng)迫在眉睫。特殊浸潤性油水分離材料解決了傳統(tǒng)分離方法效率低、能耗高、選擇性差等問題,其中超疏水-超親油材料則更適合大面積油水混合物的分離,但是目前超疏水-超親油材料的制備方法具有工藝繁瑣、使用有毒試劑（如氟類）、難以規(guī)�；a(chǎn)等缺陷。本文在此研究背景下,以200目的紫銅網(wǎng)為基底,通過三種簡單、高效的方法制備出了超疏水-超親油銅網(wǎng),分別在實驗室應(yīng)用于油水分離,并且對其性能進行了評估和比較。具體研究內(nèi)容和結(jié)果如下:（1）原位生長法制備超疏水銅網(wǎng)。將銅網(wǎng)放置于硫代硫酸鈉和氯化銅的混合溶液中進行反應(yīng),在其表面原位生長出了微米級顆粒結(jié)構(gòu),用正十二硫醇修飾后得到了超疏水的銅網(wǎng),對制備條件優(yōu)化后使銅網(wǎng)的接觸角達到了 154°,并且通過分析銅網(wǎng)表面的形貌和化學組成來解釋其形成機理。此方法制備出的銅網(wǎng)可耐受150℃的高溫,并且對鹽溶液具有良好的抗性,該銅網(wǎng)對于四種油水混合物的分離效率均在80%以上。（2）刻蝕法制備超疏水銅網(wǎng)。通過對刻蝕條件的優(yōu)化,在銅網(wǎng)表面制備出了納米... 

【文章來源】：天津科技大學天津市

【文章頁數(shù)】：73 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－２油水分離器示意圖??Ｆｉｇ．?１－２?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｏｉｌ－ｗａｔｅｒ?ｓｅｐａｒａｔｏｒ??

?天津科技大學碩士學位論文???示和靈感，最為人們熟知并且最為典型的就是“出淤泥而不染”的荷葉［力，如圖１－３??（ａ）所示，當雨滴落在荷葉表面時，由于荷葉表面的超疏水性，水滴在荷葉表面呈現(xiàn)??出球狀并且能借助重力和慣性自由滾動。這個有趣的現(xiàn)象引起了?Ｎｅｉｎｈｕｉｓ和Ｂａｒｔｈｌｏｔｔ??的關(guān)注，他們對荷葉等植物葉子的自清潔性進行了研究，發(fā)現(xiàn)這種特殊的超疏水性是??由生物表面天然的微米級乳突結(jié)構(gòu)和低表面能的蠟質(zhì)層共同作用產(chǎn)生的，經(jīng)過更深入??的研究發(fā)現(xiàn)，在植物葉子表面微米級的乳突上還生長著納米級的絨毛，如圖１－４?（ａ－ｃ）??所示，這些納米級的絨毛結(jié)構(gòu)也普遍存在于乳突之間的連接處，科研工作者們普遍認??為，植物表面的粗糙結(jié)構(gòu)和低表面能物質(zhì)的共同作用，使其具備了超疏水性能。??無獨有偶，自然界里也有許多動物具有特殊浸潤性［５６，５＇最經(jīng)典的就是水黽，如??圖１－３?（ｄ）所示。江雷院士［５８］課題組發(fā)現(xiàn)，水黽腿部表面生長著許多定向排列的微米??級剛毛，在每根剛毛上存在著許多螺旋狀的納米級溝槽，當水黽腿部與水面接觸時，??其腿部表面的剛毛以及納米級溝槽會儲存一層空氣墊，使水黽的腿呈現(xiàn)出了超疏水的??特性［５９，６Ｇ］。此外，蝴蝶的翅膀同樣具有超疏水性，如圖１－３?（ｅ）所示，科研工作者通??過研究發(fā)現(xiàn)，蝴蝶的翅膀是由微米級的鱗片組成的，在交疊覆蓋的鱗片上還生長著納??米條狀結(jié)構(gòu)，每個條狀結(jié)構(gòu)是由周期性的傾斜片狀結(jié)構(gòu)堆積形成的，這種極為特殊的??微觀結(jié)構(gòu)致使水滴在其表面呈現(xiàn)了各向異性［６１，６２］。??圖１－３自然界中的超疏水表面??Ｆｉｇ．?１－３?Ｓｕｐｅｒｈｙｄｒｏｐｈｏｂｉｃ?ｓｕｒｆａｃｅ?ｉｎ?ｎａｔｕ

?１前言???結(jié)構(gòu)與墻壁之間可以產(chǎn)生很強的范德華力，再加上壁虎本身分泌的油脂，使它的腳掌??同時具備了優(yōu)異的粘附性能和疏水性能。??上述具有超疏水性能的生物在自然界中只是冰山一角，科研工作者們通過對這些??超疏水表面進行研究，發(fā)現(xiàn)各種形式的微納米粗糙結(jié)構(gòu)以及其獨特的化學組成是實現(xiàn)??超疏水性兩個不可或缺的因素。??圖１－４?（ａ）水滴帶走荷葉表面的污染物（ｂ，ｃ）荷葉的表面形貌??（ｄ）壁虎的腳掌和其腳掌上剛毛??Ｆｉｇ．?１－４?（ａ）?Ｗａｔｅｒ?ｄｒｏｐｌｅｔｓ?ｃａｒｒｙ?ａｗａｙ?ｐｏｌｌｕｔａｎｔｓ?ｏｎ?ｔｈｅ?ｓｕｒｆａｃｅ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｌｏｔｕｓ?ｌｅａｆ??（ｂ，?ｃ）?Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｉｃ?ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙ?ｏｆ?ｌｏｔｕｓ?ｌｅａｖｅｓ?（ｄ）?Ｇｅｃｋｏ＇ｓ?ｓｏｌｅ?ａｎｄ?ｂｒｉｓｔｌｅｓ?ｏｎ?ｈｉｓ?ｆｏｏｔ??１．４超疏水表面浸潤性基礎(chǔ)理論??在上一小節(jié)中我們介紹了自然界中許多的超疏水現(xiàn)象，科研工作者們對這些特殊??浸潤性表面進行了深入研宄，并通過基礎(chǔ)理論對這些表面進行了分析，提出了一系列??的浸潤模型，更好的解釋和闡述了特殊浸潤性表面的形成機理，為特殊浸潤性材料的??制備提供了指導性的理論基矗??１．４．１浸潤性的基本概念??浸潤過程是指固體材料表面的氣體被液體取代的現(xiàn)象［６４，６５］。固體表面的浸潤現(xiàn)象??在我們的日常生產(chǎn)和生活中無處不在，比如說超親水的擋風玻璃可以起到防霧作用，??超疏水的表面具有防腐蝕自清潔的能力。除此以外，浸潤過程在化工能源、醫(yī)藥生物、??農(nóng)業(yè)灌溉、衣物洗滌、礦產(chǎn)開采、油水分離等諸多領(lǐng)域也有著非常廣泛的應(yīng)用??１．４．２表面能和表面張力與浸

【參考文獻】：
期刊論文
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本文編號：3486363