【摘要】：人類的日常生活和工業(yè)生產(chǎn)制造了大量的含油廢水,含油廢水的直接排放對(duì)生態(tài)環(huán)境造成了污染和破壞。然而,含油污水處理技術(shù)仍然面臨著諸如制備難度高,污染環(huán)境,制備效率低和成本高等巨大挑戰(zhàn)。近年來,隨著超疏水材料理論和制備技術(shù)的發(fā)展,研究人員對(duì)于具有特殊潤(rùn)濕性的材料在油水分離方面的應(yīng)用進(jìn)行了廣泛的研究。特殊潤(rùn)濕性材料為有效的油水分離提供了新的途徑。然而,由于高成本,制備工藝復(fù)雜等缺點(diǎn)嚴(yán)重影響其實(shí)際應(yīng)用能力,當(dāng)下仍迫切需要具有特殊潤(rùn)濕性,同時(shí)制備成本低、工藝簡(jiǎn)單、油水分離效率高的分離材料。本文提供了兩種制備具有特殊潤(rùn)濕性油水分離材料的方法。(1)在240目不銹鋼網(wǎng)表面收集一層石蠟灰,然后將收集過石蠟灰的不銹鋼網(wǎng)浸入PDMS溶液中之后在其表面進(jìn)行二次石蠟灰顆粒收集,最后在烘箱80~oC加熱2 h,制備得到一種表面富集大量石蠟灰顆粒的超疏水不銹鋼網(wǎng),水接觸角可達(dá)到156°滑動(dòng)角約為3°。相反的,當(dāng)把環(huán)己烷滴到超疏水不銹鋼網(wǎng)表面,液體會(huì)在不銹鋼網(wǎng)表面迅速鋪展并吸收到內(nèi)部,表明超疏水不銹鋼網(wǎng)表面具有良好的親油性質(zhì),經(jīng)過測(cè)定油接觸角為0°。超疏水不銹鋼網(wǎng)表面具有良好的自清潔行為。并且對(duì)于溫度為90 ~oC熱水的接觸角可達(dá)到145°,對(duì)于酸、堿的水溶液接觸角為143°。同時(shí)具有良好的生活防污染性能。石蠟灰改性的超疏水表面具有良好的機(jī)械穩(wěn)定性,通過10次膠帶剝離測(cè)試,及10 min水流沖擊測(cè)試之后依然保持良好的疏水性能。此外石蠟灰改性的不銹鋼網(wǎng)能宏觀有效的將二氯甲烷和水的混合物進(jìn)行分離。(2)通過硝酸銀與銅發(fā)生置換反應(yīng),將240目銅網(wǎng)與浸入硝酸銀乙醇溶液中,在銅網(wǎng)的表面生長(zhǎng)出“樹枝狀”微納米結(jié)構(gòu),文中研究了不同反應(yīng)時(shí)間對(duì)表面微納結(jié)構(gòu)的影響,最終確定了30 s為最佳反應(yīng)時(shí)間,所制備的Cu-Ag具有超親油超親水特性對(duì)水和油的接觸角均為0°,并且在水下油接觸角為132°,油下水接觸角為139°。將Cu-Ag進(jìn)行水預(yù)潤(rùn)濕之后可以有效的將真空泵油和水的混合物進(jìn)行分離,并且在十次循環(huán)過程中油水分離的效率均大于94%保持較高的油水分離效率。(3)在Cu-Ag銅網(wǎng)的基體浸入PDMS溶液,通過EDS元素分析,及紅外光譜分析表明,PDMS成功涂覆在Cu-Ag表面,將PDMS改性的材料記為Cu-Ag-P,Cu-Ag-P的水接觸角為153°,對(duì)于不同有機(jī)溶劑具有較高通量,其中DMF通量可達(dá)(~31000 L*m-2*h-1),優(yōu)異的防結(jié)冰和自潔性能力。此外,經(jīng)過UVB,機(jī)械磨損,熱水和酸/堿溶液處理后,Cu-Ag-P仍表現(xiàn)出優(yōu)異的防水性能。最后,通過自行搭建的油水分離裝置可用于連續(xù)油水分離。這項(xiàng)工作不僅提供了一種簡(jiǎn)單有效的方法來制造具有油回收能力的潤(rùn)濕性可控銅網(wǎng),而且為油水分離材料在連續(xù)性油水分離方面的潛在應(yīng)用提供了新思路。
【圖文】：

圖 1.1 楊氏方程接觸角示意圖[12]e 1.1 Schematic diagram of the corresponding contact angle of Young's eenzel 模型

圖 1.2 Wenzel 模型接觸角示意圖[13] Schematic diagram of the corresponding contact angle of We-Baxter 模型Cassie 和 Baxter[14]對(duì) Wenzel 的理論進(jìn)行了修正
【學(xué)位授予單位】：鄭州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TG174.4;TQ051.893

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本文編號(hào)：2649492