隨著社會(huì)的快速發(fā)展,石油化工、食品、紡織、皮革、鋼鐵、金屬加工等行業(yè)會(huì)產(chǎn)生大量的乳化含油廢水,這些含油廢水的大量排放對(duì)環(huán)境和人體健康造成了嚴(yán)重危害�，F(xiàn)今,超親水/水下超疏油膜材料在高效分離乳化含油廢水的同時(shí)能夠保持良好的自清潔性,是當(dāng)前油水分離領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。利用靜電紡絲技術(shù)制備的水下超疏油膜材料由于其具有較高的孔隙率,較大的比表面積等優(yōu)點(diǎn)已經(jīng)成為了油水分離最有效的方法之一。但是現(xiàn)如今大多數(shù)靜電紡絲膜材料仍然存在親水性較差,容易造成膜污染,很難分離粘度較大的油水混合物,特別是穩(wěn)定的水包原油乳液。因此,提高電紡膜的親水性,減少膜污染,進(jìn)一步提升膜材料的分離性能仍是油水分離膜材料急需要解決的問題。此外,大多數(shù)超親水/水下超疏油材料還存在制備工藝復(fù)雜,成本昂貴等問題。這都大大限制了超親水/水下超疏油材料的應(yīng)用前景�；诖�,本論文通過簡(jiǎn)單有效的方法制備了幾種水下超疏油材料并對(duì)其分離水包油乳液的性能進(jìn)行了研究,主要研究?jī)?nèi)容如下:1.利用靜電紡絲技術(shù)和真空抽濾組裝的方法,以坡縷石和聚丙烯腈（PAN）為原材料,制備了具有超親水/水下超疏油性能的坡縷石涂覆PAN納米纖維膜。其中,坡縷石涂層由于具有強(qiáng)吸... 

【文章來源】：西北師范大學(xué)甘肅省

【文章頁(yè)數(shù)】：75 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

（a）荷葉表面水滴；（b，c）荷葉表面不同放大倍數(shù)的掃描電子顯微鏡照片

第1章緒論2空氣層可以減少荷葉表面與水滴的接觸面積，結(jié)合荷葉表面的低表面能蠟狀物質(zhì)，共同造就了荷葉表面的自清潔性。受荷葉表面這種特定分級(jí)粗糙結(jié)構(gòu)的啟發(fā)，人們制備了多種超浸潤(rùn)材料，并應(yīng)用于紡織品[6-10]，涂層[11-15]等領(lǐng)域。1.1.2玫瑰花瓣圖1-2（a）水在玫瑰花瓣上；（b，c）不同放大倍數(shù)的玫瑰花瓣表面電鏡圖片。Fig.1-2(a)Rosepetal;(b,c)SEMimagesofrosepetal.與荷葉的自清潔性不同，當(dāng)微小的雨滴落在玫瑰花瓣上時(shí)，由于花瓣對(duì)水滴的超疏水高粘附性使得水滴幾乎是球形的，但并不會(huì)從花瓣上滾落下來（圖1-2a），這就是“花瓣效應(yīng)”�；ò晟系乃卧陉�(yáng)光的照射下閃閃發(fā)光以此來吸引昆蟲授粉[16,17]。為了揭示玫瑰花瓣的這種高粘附性，江雷等人[18]研究了玫瑰花瓣的微觀結(jié)構(gòu)，闡述了其原理。如圖1-2b和c所示，玫瑰花瓣上分布有密集排列的微米級(jí)乳頭，微乳突頂部有納米級(jí)的角質(zhì)層皺褶，水滴可以滲透到微尺度的溝槽中，但空氣仍會(huì)存在于納米尺度的褶皺中，因此形成了高粘附狀態(tài)。人們受玫瑰花瓣的這種對(duì)水滴的高粘附性啟發(fā)，制備了仿玫瑰花瓣的超浸潤(rùn)材料來進(jìn)行輸送小體積液體的研究[19,20]。1.1.3蝴蝶蝴蝶因其具有美麗的翅膀而令人贊嘆不已（圖1-3a）。此外，蝴蝶翅膀還具有對(duì)液滴的定向粘附特性，液滴很容易沿著身體中軸的徑向方向滾動(dòng)，但卻被緊緊地固定在相反的方向上。研究人員觀察了蝴蝶翅膀的表面微觀結(jié)構(gòu)發(fā)現(xiàn)，蝴蝶翅膀上覆蓋著大量相互重疊的微米級(jí)方形鱗片，從而形成了周期性的層次結(jié)構(gòu)（圖1-3b），進(jìn)一步放大電鏡圖顯示出許多單獨(dú)的納米級(jí)脊?fàn)顥l紋（圖1-3c）[18,21]。這種特定的分級(jí)微/納米粗糙結(jié)構(gòu)使蝴蝶翅膀呈現(xiàn)超疏水性，并且可以使水滴定向朝著翅膀外側(cè)流出，保持自身干燥。

第1章緒論3圖1-3（a）蝴蝶翅膀；（b）和（c）不同放大倍數(shù)蝴蝶翅膀的放大照片。Fig.1-3(a)Butterflywings;(b,c)SEMimagesofbutterflywings.1.1.4沙漠甲蟲圖1-4（a）沙漠甲蟲集水；（b）親水的“山峰”；（c）疏水的“山谷”電鏡圖。Fig.1-4(a)Desertbeetle;(b)Depressedareas(waxy,coloured)andpeaksofthebumps(wax-free;black);(c)SEMofthedepressedareas.“物競(jìng)天擇”是大自然的生存法則，很難想象在世界上最干旱的地區(qū)沙漠地帶會(huì)有頑強(qiáng)生存的動(dòng)植物，比如沙漠甲蟲，它依賴其特殊的背部結(jié)構(gòu)擁有非凡的集水能力（圖1-4a）。這種特殊的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生了較大的表面能梯度，驅(qū)動(dòng)空氣中的微小水滴連續(xù)向超疏水表面上孤立的超親水區(qū)域移動(dòng)。這主要是因?yàn)樯衬紫x的背部是具有蠟狀的、超疏水的外殼表面，而在外殼表面上隨機(jī)分布有大量的直徑約為0.5mm的親水性突起（圖1-4b和c）。在霧天中，沙漠甲蟲會(huì)倒置身體，水霧會(huì)在親水的凸起上慢慢凝結(jié)成水滴，在重力的作用下，水滴沿著疏水區(qū)域流入甲蟲的口中，以此來維持自身所需的水分[22,23]。這種天然的集水技術(shù)可以為緩解世界某些干旱地區(qū)面臨的水危機(jī)提供一個(gè)解決途徑。1.1.5水黽

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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