本文關(guān)鍵詞：超浸潤多孔金屬材料油水分離特性及耐久性研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,石油工業(yè)、制造業(yè)、餐飲行業(yè)等所產(chǎn)生的含油污水越來越多,尤其是含有多種表面活性劑的乳化油穩(wěn)定性非常強(qiáng),如果不及時(shí)處理將會(huì)對(duì)生態(tài)環(huán)境和人類健康造成巨大危害,如何經(jīng)濟(jì)高效的進(jìn)行油水分離已成為一個(gè)亟待解決的問題。超浸潤性表面由于對(duì)油和水具有不同的潤濕性,從而能夠有效分離油水混合物,多孔材料的孔徑大小及其表面微納米結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性對(duì)分離不同性質(zhì)的含油污水及分離的持久性具有重要影響,因此,開展多孔金屬材料表面改性、孔徑調(diào)控和耐久性研究,對(duì)實(shí)現(xiàn)高效油水分離具有重要意義。在已有的研究基礎(chǔ)上,本文重點(diǎn)開展了以下研究：以孔徑為450μm的泡沫銅為基底,采用陽極氧化、一步法生長ZnO納米椎、兩步法生長ZnO納米棒、電沉積預(yù)粗糙化后生長ZnO納米棒等四種工藝構(gòu)建了不同的表面形貌,經(jīng)氟化獲得良好的超浸潤性及油水分離性能。研究了結(jié)構(gòu)形貌對(duì)耐久性的作用規(guī)律,并深入分析影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的因素。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),Cu(OH)2納米線結(jié)構(gòu)細(xì)長,易傾倒折斷：ZnO納米椎結(jié)構(gòu)與基底結(jié)合不牢,受液體或顆粒物的沖刷,易被損傷,甚至脫落;ZnO納米棒陣列規(guī)整,與基底結(jié)合面積大,穩(wěn)定性好；然而,與平滑的基底相比,粗糙化后增大了膜基結(jié)合力,連續(xù)油水分離30次,表面仍保持超疏水性,分離效率在99.81%以上。在磁力攪拌和雙陽極條件下,成功地對(duì)泡沫銅的微孔結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行了調(diào)控。研究表明,隨著電沉積時(shí)間的延長和電流密度的增大,沉積的銅顆粒越來越多,沉積層逐漸變厚,從而達(dá)到增粗骨架、縮小孔徑的目的。通過以上技術(shù)實(shí)現(xiàn)了泡沫銅孔徑在50-450μm之間有效調(diào)控,在其表面構(gòu)建粗糙結(jié)構(gòu)并氟化,獲得99.8%的油水分離效率。以孔徑為5μm的不銹鋼纖維氈為基底,預(yù)刻蝕粗糙化后生長ZnO結(jié)構(gòu),氟化后獲得超疏水超親油性,對(duì)層狀油水混合物的分離效率可達(dá)99.9%,并可有效分離穩(wěn)定的油包水乳液,分離后乳液中水滴粒徑均在0.1μm以下。然而其對(duì)水包油乳液僅有部分分離效果,因此探索了利用PVA-SiO2與不銹鋼纖維氈的復(fù)合技術(shù),進(jìn)一步縮小纖維氈的孔徑至1μm左右,借助于PVA的親水性,有望分離水包油乳液。通過以上研究發(fā)現(xiàn),基底表面粗糙度、納米結(jié)構(gòu)生長狀態(tài)、整體的比表面積是影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性及油水分離耐久性的關(guān)鍵因素。過濾材料的孔徑大小、表面潤濕狀態(tài)是能否分離乳化油的主要因素。
【關(guān)鍵詞】：超浸潤性 油水分離 孔徑調(diào)控 乳化油 耐久性
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TG146.11;TB383.4
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第一章 緒論9-25
• 1.1 引言9-10
• 1.2 油水分離技術(shù)的研究背景及現(xiàn)狀10-13
• 1.2.1 含油污水的來源及危害10
• 1.2.2 含油污水的特點(diǎn)及處理方法10-12
• 1.2.3 現(xiàn)有油水分離技術(shù)的局限性12-13
• 1.3 超浸潤多孔材料在油水分離中的應(yīng)用13-24
• 1.3.1 超浸潤多孔材料的分離原理13-15
• 1.3.2 超浸潤多孔材料的研究進(jìn)展15-21
• 1.3.3 超浸潤多孔材料耐久性研究21-22
• 1.3.4 油水乳化液的分離現(xiàn)狀22-23
• 1.3.5 目前存在的問題及發(fā)展趨勢23-24
• 1.4 本論文的研究目的及內(nèi)容24-25
• 1.4.1 研究目的24
• 1.4.2 研究內(nèi)容24-25
• 第二章 試驗(yàn)材料與方法25-39
• 2.1 工藝路線25-26
• 2.2 試驗(yàn)材料與儀器26-28
• 2.2.1 試驗(yàn)材料26-27
• 2.2.2 試驗(yàn)儀器27-28
• 2.3 超浸潤多孔金屬材料改性技術(shù)28-32
• 2.3.1 超浸潤泡沫銅制備工藝28-29
• 2.3.2 超浸潤泡沫銅孔徑調(diào)控技術(shù)29-31
• 2.3.3 超浸潤金屬纖維氈改性技術(shù)31-32
• 2.4 超浸潤多孔金屬材料耐久性研究32-33
• 2.4.1 機(jī)械耐久性測試32-33
• 2.4.2 連續(xù)油水分離耐久性33
• 2.5 乳化液的制備及穩(wěn)定性研究33-36
• 2.5.1 水包油型乳化液33-35
• 2.5.2 油包水型乳化液35-36
• 2.6 超浸潤多孔金屬材料性能表征36-39
• 2.6.1 形貌表征與成分分析36
• 2.6.2 表面潤濕性測試36
• 2.6.3 尺寸參數(shù)表征36-37
• 2.6.4 油水分離性能37-39
• 第三章 超浸潤泡沫銅構(gòu)建技術(shù)及耐久性研究39-53
• 3.1 不同工藝制備的結(jié)構(gòu)形貌及潤濕性39-40
• 3.1.1 結(jié)構(gòu)形貌39-40
• 3.1.2 潤濕性40
• 3.2 油水分離特性40-43
• 3.3 超浸潤泡沫銅耐久性研究43-48
• 3.3.1 超聲破壞試驗(yàn)43-44
• 3.3.2 水沖擊試驗(yàn)44-46
• 3.3.3 砂洗試驗(yàn)46-48
• 3.4 納米結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性分析48-51
• 3.4.1 外力破壞對(duì)納米結(jié)構(gòu)影響48-49
• 3.4.2 連續(xù)油水分離對(duì)納米結(jié)構(gòu)影響49-51
• 3.5 本章小結(jié)51-53
• 第四章 泡沫銅孔徑電沉積調(diào)控技術(shù)及其油水分離特性53-67
• 4.1 電流密度對(duì)微孔結(jié)構(gòu)參數(shù)的影響53-55
• 4.2 電沉積時(shí)間對(duì)微孔結(jié)構(gòu)參數(shù)的影響55-58
• 4.2.1 低電流密度55-56
• 4.2.2 高電流密度56-58
• 4.3 電沉積結(jié)構(gòu)調(diào)控機(jī)理58-59
• 4.4 電沉積泡沫銅油水分離特性59-65
• 4.4.1 化學(xué)法構(gòu)建ZnO納米椎結(jié)構(gòu)60-63
• 4.4.2 層狀油水混合物分離特性63-65
• 4.5 本章小結(jié)65-67
• 第五章 超浸潤金屬纖維氈改性技術(shù)及油水分離特性67-91
• 5.1 超浸潤金屬纖維氈改性技術(shù)67-72
• 5.1.1 預(yù)刻蝕粗糙化67-70
• 5.1.2 化學(xué)法構(gòu)建ZnO納米椎結(jié)構(gòu)70-72
• 5.2 改性金屬纖維氈油水分離特性72-86
• 5.2.1 層狀油水混合物72-74
• 5.2.2 含表面活性劑的油包水型乳化液74-79
• 5.2.3 水包油型乳化液79-86
• 5.3 乳化液分離機(jī)理探究86-87
• 5.4 超浸潤多孔材料復(fù)合技術(shù)87-89
• 5.5 本章小結(jié)89-91
• 第六章 結(jié)論與展望91-93
• 參考文獻(xiàn)93-99
• 致謝99-100
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及其成果100

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