隨著現(xiàn)代社會中人們對物質生活水平追求的不斷提高,各式各樣的廢水也相繼產生。一方面,從工業(yè)生產和日常生活到頻繁發(fā)生的海洋油泄漏事故都會產生大量的含油污水;另一方面,由于印染工業(yè)中染料的使用和后處理等技術缺陷,導致巨量的染料廢水被直接排放到環(huán)境中。特殊浸潤性油水分離材料已成為當前處理含油污水一項行之有效的分離技術,然而多數(shù)材料在不斷向前發(fā)展的過程中仍面臨著僅能實現(xiàn)對浮油或不互溶油水混合物分離的弊端。本論文在此研究背景下,針對多種表面活性劑穩(wěn)定的乳液體系及含染料廢水的復雜油水混合物體系,首先致力于開發(fā)石墨烯基乳液分離材料,隨后通過將特殊浸潤性質與功能性材料相結合,設計出一系列功能性油水分離材料,拓展了特殊浸潤性材料對水污染中染料處理的應用研究,為實現(xiàn)多功能的水處理應用奠定了有力基礎。主要工作具體如下:1)以性質溫和且具有高粘附和自聚合性能的多巴胺為還原劑,制備還原氧化石墨烯水包油型乳液分離薄膜。該薄膜成功實現(xiàn)對多種類型表面活性劑穩(wěn)定的水包油型乳液的高效分離,拓展了石墨烯基材料在乳化污水處理中的應用。2)油水分離同時原位可見光催化降解染料的雙功能水凈化網膜的制備。將無機半導體光催化材料β-FeOOH納米棒通過低溫水熱法負載到聚多巴胺預處理基底表面,在實現(xiàn)“除水型”油水分離的同時展現(xiàn)出原位可見光催化降解染料的優(yōu)異性能,為將其他半導體材料的光催化功能與特殊浸潤性相結合并應用于雙功能水凈化領域奠定了基礎。3)油水分離同時原位催化還原芳香類染料的雙功能水凈化網膜的制備。將Ag納米顆粒通過電化學沉積法負載到聚多巴胺預處理基底表面,在實現(xiàn)“除水型”油水分離的同時具有原位催化還原各種芳香類染料的優(yōu)異性能。該納米Ag簇負載網膜具有良好的穩(wěn)固性和抗氧化性能,延長了材料的使用壽命,為貴金屬催化劑在水凈化領域的潛在應用提供了新的前景。4)原位染料吸附水包油型乳液分離濾膜的制備�；谶~克爾加成與席夫堿反應,通過一步浸漬法在混合纖維素酯微孔濾膜表面修飾鄰苯二酚-聚乙烯亞胺復合物。該材料對于染料污染表面活性劑穩(wěn)定的水包油型乳液表現(xiàn)出很好的乳液分離效果以及原位吸附染料的高效性能。此外,材料可以快速地實現(xiàn)吸附-解吸附循環(huán)且易于多次重復使用,為實現(xiàn)復雜乳化污水體系的處理及實際應用提供了可行性。
【學位單位】：清華大學
【學位級別】：博士
【學位年份】：2017
【中圖分類】：TQ051.893;X703
【部分圖文】：

第 1 章 緒論表面浸潤性基本理論又稱潤濕性，指的是當液體與固體表面發(fā)生接觸時，液體附至固體內部的現(xiàn)象。浸潤性是固體表面一種重要的物理化學生產亦或日常生活中均發(fā)揮著十分重要的作用。研究發(fā)現(xiàn)力）和微觀結構[42-45]是影響固體表面浸潤性的兩個決定性因同，研究者們將固體表面劃分為高能表面和低能表面：金屬無機鹽等為常見的高能表面，此類表面較易被一般液體所浸部分有機固體及聚合物分子，該表面的浸潤性與固/液兩相相關。固體的表面自由能極大地影響著浸潤性能，根據(jù)固體和油浸潤現(xiàn)象的不同，我們可以定性地將表面分為親水、疏親水表面有金屬、陶瓷、玻璃等；疏水/親油表面包括聚烴水/疏油表面的代表則為全氟聚合物（圖 1.1）。

浸潤現(xiàn)象的不同，我們可以定性地將表面分為親水、疏表面有金屬、陶瓷、玻璃等；疏水/親油表面包括聚烴油表面的代表則為全氟聚合物（圖 1.1）。圖 1.1 固體表面自由能及其浸潤行為[27]。

此角度為前進角與后退角的差值，通常與固體表面傾斜的角度數(shù)值一致[52,53]。1.3.3 固/液/氣體系浸潤性根據(jù)經典 Young’s 方程理論，在僅考慮固、液、氣三相體系中任意兩相的表面自由能（界面張力）時，即可測得光滑理想固體表面上液滴的本征接觸角。然而在現(xiàn)實世界中這種完美的理想固體表面幾乎不存在，因此固體表面的粗糙結構是影響液滴實際浸潤性的另一重要考量因素[54]。當液滴與粗糙固體表面接觸時，微觀尺寸下的三相接觸線不是連續(xù)的而是支離破碎的，因此在宏觀上表現(xiàn)出來的接觸角并不能真實地反映出固/液兩相的相互作用，此時液滴的接觸角稱為表觀接觸角（圖 1.4）。迄今，能夠較為完善的用于闡釋液滴在具有粗糙結構的固體表面浸潤狀
【參考文獻】

相關期刊論文 前3條

1 薛眾鑫;江雷;;仿生水下超疏油表面[J];高分子學報;2012年10期

2 姜國平;李瑞秋;;含油污水破乳技術研究及工業(yè)應用[J];石油化工應用;2006年03期

3 楊云霞,張曉健;我國主要油田污水處理技術現(xiàn)狀及問題[J];油氣田地面工程;2001年01期

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1 舒朝暉;油水分離水力旋流器分離特性及其軟件設計的研究[D];四川大學;2001年

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1 楊帆;生物質基陽離子吸附劑的制備及其對染料吸附的研究[D];中國科學技術大學;2009年

本文編號：2892950