本文關(guān)鍵詞：超親水及水下超疏油表面的制備及其油水分離性能的研究

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【摘要】：在人類日常生產(chǎn)和生活中,會產(chǎn)生大量的含油廢水。含油廢水直接排放會對環(huán)境產(chǎn)生嚴(yán)重的污染,從而危害人類的健康。因此,油水分離技術(shù)的研究對于處理含油污水以提高水和油的質(zhì)量有著重要的意義。超親水及水下超疏油濾網(wǎng)能夠根據(jù)水滴和油滴在其表面潤濕性的不同,將油水混合液的油和水分離開來,是一種高效的油水分離工具。本文采用銅網(wǎng)和不銹鋼網(wǎng)為基底,研究出了兩種制備超親水及水下超疏油濾網(wǎng)的方法,并設(shè)計了一種油水分離裝置,對一系列影響分離效率的因素進(jìn)行了研究。主要研究內(nèi)容與結(jié)果如下:1.黃銅網(wǎng)經(jīng)氫氧化鈉和過硫酸鉀混合溶液浸泡后,能夠制備出較理想的超親水及水下超疏油濾網(wǎng)。利用掃描電子顯微鏡(SEM)和X射線衍射儀(XRD)等設(shè)備對制備的濾網(wǎng)表面的微觀形貌和化學(xué)組成進(jìn)行表征;研究了銅網(wǎng)孔徑、初始含油量、使用次數(shù)對油水混合液分離效率的影響。結(jié)果表明:經(jīng)這種辦法制備的濾網(wǎng),表面生成了具有微納米結(jié)構(gòu)的氫氧化銅,空氣中水滴的接觸角為0°,水中油滴(1,2-二氯乙烷)的接觸角高達(dá)159°。濾網(wǎng)可以對石油醚、正己烷等多種油與水的混合液進(jìn)行有效分離,分離效率達(dá)90%以上,并且能夠重復(fù)使用20次以上;密集的絲網(wǎng)結(jié)構(gòu)對分離效率有一定的促進(jìn)作用。此外,超親水及水下超疏油銅網(wǎng)經(jīng)PH為1的鹽酸和海水兩種腐蝕液浸泡后,油水分離效率均沒有顯著減小,表現(xiàn)出一定的耐腐蝕性能。2.采用低溫水熱法,利用硝酸鋅和六次甲基四胺兩者的混合溶液,在不銹鋼網(wǎng)上生長出納米氧化鋅,制備出超親水及水下超疏油濾網(wǎng)。利用掃描電子顯微鏡(SEM)和X射線衍射儀(XRD)等設(shè)備對制備的濾網(wǎng)表面的微觀形貌和化學(xué)組成進(jìn)行表征;分析了孔徑、初始含油量、使用次數(shù)對油水分離效率的影響。同時對不銹鋼網(wǎng)在氫氧化鈉和海水溶液中的耐腐蝕性進(jìn)行了研究。結(jié)果表明:表面包覆納米氧化鋅的不銹鋼網(wǎng),具備空氣中超親水和水下超疏油的特性。利用氧化鋅本身的親水性和不銹鋼網(wǎng)本身的性質(zhì),濾網(wǎng)可以有效分離石油醚、正己烷等多種油與水的混合液,分離效率達(dá)80%以上,能夠重復(fù)使用20次以上,并且表現(xiàn)出較好的耐腐蝕性。
【關(guān)鍵詞】：超親水 超疏油 油水分離 耐腐蝕性
【學(xué)位授予單位】：青島理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TG174.4
【目錄】：

• 摘要8-9
• Abstract9-11
• 第1章 油水分離方面的研究11-21
• 1.1 含油污水的研究11-12
• 1.1.1 含油污水的來源及危害11-12
• 1.1.2 常用的油水分離方法12
• 1.2 油水分離方面的研究現(xiàn)狀12-15
• 1.2.1 超疏水超親油表面的研究現(xiàn)狀13-14
• 1.2.2 超親水及水下超疏油表面的研究現(xiàn)狀14-15
• 1.3 超親水及水下超疏油表面15-18
• 1.3.1 超親水及水下超疏油表面的簡介16
• 1.3.2 超親水及水下超疏油表面的制備技術(shù)16-18
• 1.4 研究背景及意義18
• 1.5 論文主要目的及內(nèi)容18-21
• 第2章 超親水及水下超疏油表面的相關(guān)理論21-27
• 2.1 表面潤濕性21-22
• 2.1.1 接觸角21-22
• 2.1.2 前進(jìn)角、后退角和滾動角22
• 2.2 超親水及水下超疏油表面的理論基礎(chǔ)22-25
• 2.2.1 不同界面的楊氏方程22-24
• 2.2.2 Wenzel模型24
• 2.2.3 Cassie模型24-25
• 2.3 超親水及水下超疏油分離油水的原理25-27
• 第3章銅基濾網(wǎng)的制備及其油水分離性能的研究27-47
• 3.1 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容28-31
• 3.1.1 實(shí)驗(yàn)材料28
• 3.1.2 實(shí)驗(yàn)過程28-29
• 3.1.3 實(shí)驗(yàn)原理29
• 3.1.4 潤濕性測量與表面表征29-30
• 3.1.5 油水分離實(shí)驗(yàn)30-31
• 3.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析31-38
• 3.2.1 表面形貌分析31-32
• 3.2.2 樣品XRD分析32-33
• 3.2.3 銅網(wǎng)表面的潤濕性分析33-35
• 3.2.4 銅網(wǎng)孔徑對潤濕性的影響35-37
• 3.2.5 實(shí)驗(yàn)時間對銅網(wǎng)潤濕性的影響37
• 3.2.6 粘附性分析37-38
• 3.3 簡單油水混合液的油水分離38-44
• 3.3.1 油水分離效率的定義39
• 3.3.2 不同油水混合液的分離效率39-40
• 3.3.3 含油量對油混合液分水離效率的影響40-41
• 3.3.4 銅網(wǎng)目數(shù)對油水混合液分離效率的影響41-42
• 3.3.5 銅網(wǎng)的耐海水腐蝕性42
• 3.3.6 銅網(wǎng)的耐酸堿性42-43
• 3.3.7 使用次數(shù)對油水分離效率的影響43-44
• 3.4 本章小結(jié)44-47
• 第4章不銹鋼基濾網(wǎng)的制備及其油水分離性能的研究47-67
• 4.1 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容48-51
• 4.1.1 實(shí)驗(yàn)材料48
• 4.1.2 實(shí)驗(yàn)過程48-49
• 4.1.3 實(shí)驗(yàn)原理49
• 4.1.4 潤濕性測量與表面表征49-50
• 4.1.5 油水分離實(shí)驗(yàn)50-51
• 4.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析51-58
• 4.2.1 表面形貌分析51-53
• 4.2.2 樣品XRD分析53
• 4.2.3 不銹鋼網(wǎng)表面的潤濕性分析53-55
• 4.2.4 不銹鋼網(wǎng)目數(shù)對潤濕性的影響55-57
• 4.2.5 實(shí)驗(yàn)時間對不銹鋼網(wǎng)潤濕性的影響57
• 4.2.6 粘附性分析57-58
• 4.3 簡單油水混合液的油水分離58-65
• 4.3.1 油水分離效率的定義59
• 4.3.2 不同油水混合液的分離效率59
• 4.3.3 實(shí)驗(yàn)時間對油水混合液分離效率的影響59-60
• 4.3.4 含油量對油水混合液分離效率的影響60-61
• 4.3.5 不銹鋼網(wǎng)目數(shù)對油水混合液分離效率的影響61-62
• 4.3.6 不銹鋼網(wǎng)的耐海水腐蝕性62-63
• 4.3.7 不銹鋼網(wǎng)的耐堿腐蝕性63-64
• 4.3.8 使用次數(shù)對油水分離效率的影響64-65
• 4.4 本章小結(jié)65-67
• 結(jié)論67-69
• 參考文獻(xiàn)69-75
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的期刊論文75-77
• 致謝77

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