隨著社會(huì)的不斷發(fā)展,工業(yè)含油廢水和餐飲含油廢水的排放量不斷增加,隨意排放含油廢水會(huì)造成嚴(yán)重的環(huán)境污染。且原油開(kāi)采量的增大,海上石油泄漏事故頻繁發(fā)生會(huì)破壞海洋環(huán)境及能源浪費(fèi)。受自然界的啟發(fā),具有特殊潤(rùn)濕性的生物表面成為用于油水處理的研究熱點(diǎn),制備的特殊潤(rùn)濕性界面材料,具有超疏水、自清潔、防污、耐腐蝕等性能,且多孔材料具有有效的油水分離性能。而傳統(tǒng)的油水分離技術(shù)與超潤(rùn)濕材料相比,其分離效率和穩(wěn)定性較低。本文選取多孔的鐵泡沫作為基底,采用電沉積法在鐵泡沫表面構(gòu)建微納結(jié)構(gòu),再用不同比例混合硫醇修飾制備出pH響應(yīng)的智能潤(rùn)濕性表面。通過(guò)電沉積法在鐵泡沫表面構(gòu)建微納結(jié)構(gòu),再用正十二烷醇修飾表面,制備出低黏附超疏水表面。通過(guò)設(shè)計(jì)不同工藝參數(shù),系統(tǒng)分析了電沉積時(shí)間、電壓和電解液參數(shù)對(duì)所制備樣品表面的微觀形貌及潤(rùn)濕性的影響。直流電壓2V,通電時(shí)間為105min,電解液濃度為0.6mMAgNO₃、1.6mMSDS、0.6mMKNO₃時(shí)是制備出低黏附超疏水表面的最佳工藝參數(shù)。所制備試樣表面接觸角為152.6°,滾動(dòng)角為6°,且表面具有自清潔性。利用其超疏水超親油特性... 

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

具有超潤(rùn)濕性和相應(yīng)的多尺度結(jié)構(gòu)的典型生物材料

吉林大學(xué)碩士學(xué)位論文2以金屬網(wǎng)格、棉織物、海綿和泡沫等多孔材料[35-39]為基底,研究并制備了一系列應(yīng)用于油水分離技術(shù)的超疏水表面，引起了人們廣泛關(guān)注。目前，根據(jù)潤(rùn)濕性差異,用于油水混合物分離的超潤(rùn)濕材料一般可分為三種類(lèi)型：“除油”型材料，表現(xiàn)出超疏水性/超親油性[40,41]；“除水”型材料，表現(xiàn)出超親水性/水下超親油性[42,43]；具有智能響應(yīng)的可轉(zhuǎn)換潤(rùn)濕性材料[44-46]。隨著技術(shù)的發(fā)展和人們對(duì)材料的更高要求，具有可切換潤(rùn)濕行為的智能分離材料因其工藝簡(jiǎn)單、分離效率高、能耗低等優(yōu)點(diǎn)而受到人們的廣泛關(guān)注。1.2用于油水分離的超疏水/超親油材料研究用于油水分離的典型的超潤(rùn)濕材料之一是超疏水超親油材料。利用超疏水/超親油表面的潤(rùn)濕性可使油相更加容易擴(kuò)散，吸收或者滲透到材料上，然而水相將被排斥，從而輕松分離油水混合溶液。目前流行的油水分離材料有棉織物面料材料、海綿和泡沫基材料、金屬網(wǎng)基材料等。1.2.1金屬網(wǎng)格基底材料Zhang等人[47]在堿性條件下通過(guò)水熱法在不銹鋼網(wǎng)上構(gòu)建多尺度花狀Ni-AlLDHs陣列，再通過(guò)低表面能物質(zhì)修飾制備出超疏水超親油不銹鋼網(wǎng)。他們首先在食人魚(yú)溶液中對(duì)不銹鋼網(wǎng)進(jìn)行羥基化處理，再將其在Ni(NO3)2·6H2O、Al(NO3)3·9H2O和尿素的混合水溶液中通過(guò)水熱法在不銹鋼表面得到LDHs片狀晶體，再用PFTS（1h，1h，2h，2h全氟十二烷基三乙氧基硅烷）溶液修飾，制備出水接觸角156°和滾動(dòng)角5°可用于油水分離的低黏附超疏水超親油表面。圖1.2超疏水表面制備過(guò)程示意圖和不同狀態(tài)下的SEM圖像

第1章緒論3Zhu等人[48]通過(guò)刻蝕法將不銹鋼網(wǎng)浸入在鹽酸和硬脂酸在內(nèi)的乙醇溶液中，成功制備出表面具有微納結(jié)構(gòu)和低表面能物質(zhì)的超疏水不銹鋼網(wǎng)，制備過(guò)程如圖1.3所示。所制備試樣水接觸角160°，即使在超聲震蕩和長(zhǎng)時(shí)間暴露在大氣中都具有良好的穩(wěn)定性。并且設(shè)計(jì)了一種微型油水分離裝置，可簡(jiǎn)單、有效地用于油水混合物的分離，在工業(yè)廢水和油水污染方面具有良好的應(yīng)用前景。（a）超疏水不銹鋼網(wǎng)制備工藝（b）油水分離裝備圖1.3超疏水不銹鋼網(wǎng)的制備工藝及其在油水分離中的應(yīng)用受荷葉表面微納結(jié)構(gòu)啟發(fā)，Du等人[49]通過(guò)氫氟酸刻蝕、銀納米粒子涂層和硬脂酸改性，成功制備出一種具有優(yōu)異油水分離效率和耐腐蝕的超疏水-親油不銹鋼網(wǎng)，制備示意圖如圖1.4所示。所制備試樣可以分離許多油水混合溶液，且分離效率大于98%，且在循環(huán)分離40次后分離效率也大于97%具有良好的循環(huán)分離性能，而且具有良好的耐腐蝕性能，適用于工業(yè)油水分離苛刻的環(huán)境條件，在工業(yè)廢水處理中存在潛在的利用價(jià)值。圖1.4超疏水/超親油性不銹鋼網(wǎng)的制造示意圖

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]雙光束激光干涉制備布基石墨烯仿生表面[J]. 姜昊伯,劉娟,宋云云,劉燕,任露泉.  科學(xué)通報(bào). 2019(12)



本文編號(hào)：3495367