石化、鋼鐵、焦化、食品加工等行業(yè)產(chǎn)生的含油廢水對全世界范圍內(nèi)的自然環(huán)境、生態(tài)系統(tǒng)和人類健康都產(chǎn)生了極大的威脅。將基于織物、金屬網(wǎng)和聚合物膜的超親水多孔材料應(yīng)用于油水分離中,是目前最方便、高效的處理方法之一。但現(xiàn)有超親水多孔材料存在制備工藝復(fù)雜、可循環(huán)使用性差、不能吸附重金屬離子等不足,限制了其在實際生產(chǎn)生活中的應(yīng)用。本論文旨在采用簡單的方法制備得到超親水多孔材料以實現(xiàn)高效的油水分離。本論文的主要研究內(nèi)容和結(jié)果包括:（1）將等離子體處理的滌綸織物浸入氨基化的多壁碳納米管（MWCNTs-NH₂）的水分散液中,得到附著有MWCNTs-NH₂的織物;隨后將織物浸入銀氨溶液中,通過滴加葡萄糖溶液使銀離子原位生成銀納米顆粒（Ag NPs）并被MWCNTs-NH₂上的氨基固載在織物上;最后利用銀與巰基之間所形成的Ag-S鍵,將L-半胱氨酸（L-cys）固載在銀納米顆粒上,得到氨基化多壁碳納米管@銀納米顆粒@L-半胱氨酸（MWCNTs-NH₂@Ag NPs@L-cys）超親水滌綸織物。采用掃描電鏡（SEM）、全反射... 

【文章來源】：華南理工大學(xué)廣東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：106 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

Young’s模型[23]

第一章緒論3除了靜態(tài)液滴接觸角外，接觸角滯后和滾動角也可以用于衡量材料表面的潤濕性。如圖1-2所示，液滴在傾斜的固體表面呈現(xiàn)亞穩(wěn)態(tài)，其后方的液體向前方推進。液滴在固體表面傾斜角增大到一定程度時開始滑落，發(fā)生滑動前的液滴前方接觸角即為前進角（θA），液滴后方接觸角即為后退角（θC），兩者差值（θA－θC）即為接觸角滯后[27]。接觸角滯后越小，液滴越容易從材料表面滑落。此外，滾動角（α）也是判斷固體表面動態(tài)潤濕性的重要標(biāo)準(zhǔn)。將液滴置于傾斜的材料表面，并逐漸增大傾斜角度，液滴發(fā)生滾動時的最小傾斜角即為滾動角。對于靜態(tài)接觸角相同的固體表面，α較小的材料表面的疏水性更好。圖1-2前進接觸角θA、后退接觸角θC和滾動角α的示意圖[23]Fig.1-2ProfilesofadvancingangleθA,recedingangleθAandslidingangleα[23].1.1.2固體表面潤濕性的影響因素物質(zhì)是由分子組成的，一般情況下，表層分子的狀態(tài)不同于內(nèi)部分子。其中，內(nèi)部分子在各個方向的受力相同且合力為零，但表層分子的受力并不對稱，其合力指向分子內(nèi)部，該向內(nèi)收縮的力即為表面張力（表面自由能）。當(dāng)液體與固體接觸時，液體傾向于取代固體材料表面的氣體以潤濕固體表面，但當(dāng)固體的表面張力遠小于液體的表面張力時，液體會盡可能收縮以減小表面積和自身總能量，導(dǎo)致液滴難以潤濕固體表面。因此，固體表面張力是影響其表面潤濕性的重要因素，其值越大，材料呈現(xiàn)越強的親液能力，而其值越小，材料呈現(xiàn)越強的疏液能力。常見的高表面自由能物質(zhì)包括紙張、木材、二氧化鈦、碳酸鹽等，低表面自由能物質(zhì)包括烷烴類化合物、有機硅聚合物、石墨烯等。一般而言，材料中含親水性基團-OH、-NH2、-COOH等越多，材料親水性越強，反之，含疏水性基團CF3、-CH3、

華南理工大學(xué)碩士學(xué)位論文4盡管Young’s方程可由固-氣、固-液和氣-液表面張力計算出固體表面的接觸角，但該方程僅適用于理想的光滑均一的表面，而實際存在的固體表面往往存在化學(xué)組成不均一或結(jié)構(gòu)粗糙不平整等情況。因此，科研工作者們根據(jù)實際的粗糙表面對Young’s方程提出了修正。Wenzel模型認為液滴會排出固體表面粗糙結(jié)構(gòu)里的所有空氣并充分接觸凹槽，那么表面的表觀接觸角θW和Young’s接觸角θ、表面粗糙因子r呈正相關(guān)關(guān)系，如式（1-2）所示[28]：（1-2）式中：r是指實際固-液接觸面積與表觀固-液接觸面積的比值，r又可稱為表面粗糙度，其值通常大于1。根據(jù)Wenzel方程可知，r對親水材料和疏水材料的表面潤濕性均起著放大效應(yīng)，即r使親水材料表面更親水，疏水材料表面更疏水。材料表面的粗糙度在微觀尺寸上可以分為微米尺寸、微納米分級尺寸和多孔尺寸。當(dāng)液滴與粗糙的親水性表面接觸時，水滴會迅速在固體表面鋪展并滲透到微觀尺寸的粗糙結(jié)構(gòu)中，使整個體系處于平衡狀態(tài)，如圖1-3所示[29]。圖1-3微觀粗糙結(jié)構(gòu)表面的超親水現(xiàn)象[26]Fig.1-3Superhydrophilicphenomenaofmicroscopicroughstructure[26].1.2超親水材料的制備方法通過對自然界中動植物的超親水表面進行分析，科研工作者們發(fā)現(xiàn)高表面能物質(zhì)和粗糙結(jié)構(gòu)是構(gòu)造超親水表面的關(guān)鍵要素[30,31]。因此，制備超親水材料的途徑主要有兩種，其一是在高表面能材料表面構(gòu)造足夠的粗糙度，其二是在足夠粗糙的表面修飾高表面能物質(zhì)。目前，已經(jīng)報道了多種制備超親水表面的方法，如沉積法、組裝法、水熱法、靜電紡絲法、溶膠-凝膠法、相分離法、浸涂法等，下面分別對其進行詳細介紹。cos=cosWr

【參考文獻】：
期刊論文
[1]等離子體接枝改性聚酯纖維織物對銅離子的吸附研究[J]. 耿曉珺,賀江平,孫絨絨,侯順蛟.  紡織科學(xué)與工程學(xué)報. 2018(01)
[2]巰基功能化沸石吸附Hg2+特征及固化/穩(wěn)定化含汞廢物研究[J]. 張新艷,王起超,張少慶,孫曉靜,張仲勝.  環(huán)境科學(xué)學(xué)報. 2009(10)

博士論文
[1]含巰基光固化材料的制備及其在紫外光固化涂料中的性能研究[D]. 吳建兵.太原理工大學(xué) 2015

碩士論文
[1]超親水功能材料的制備與應(yīng)用研究[D]. 徐璽.西南大學(xué) 2019
[2]功能性超疏水織物的制備及其應(yīng)用研究[D]. 廖曉鳳.華南理工大學(xué) 2019
[3]超親水-水下超疏油有機-無機復(fù)合網(wǎng)膜的構(gòu)筑及其油水分離性能的研究[D]. 常忠?guī)?江蘇大學(xué) 2018
[4]有機及有機/無機雜化超親水涂層的制備、性能及應(yīng)用[D]. 梁濤.華南理工大學(xué) 2017



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