發(fā)布時(shí)間：2021-12-15 23:07

　　清潔水資源是人類和其他動(dòng)植物正常生存的重要前提。由于工農(nóng)業(yè)等生產(chǎn)活動(dòng)對(duì)水體產(chǎn)生的不斷污染,自然界中純凈水資源占比不到1%。因此,高效低成本的水處理技術(shù)是解決水污染和水資源危機(jī)的重要途徑。此外,水體中污染物成分通常較復(fù)雜,除了常見的油水混合物,表面活性劑穩(wěn)定的油水乳液以及大量難降解的污染物（如氟化物等）的不斷排放,進(jìn)一步增加了水處理的難度。傳統(tǒng)水處理材料（如大孔徑金屬網(wǎng)/棉材料等）具有分離功能單一、選擇性和分離效率較低、無法分離穩(wěn)定化油水乳液等局限。因此,考慮到水體污染的復(fù)雜性以及分離技術(shù)應(yīng)用的高效性,構(gòu)建并制備新型高效的功能集成分離材料具有重要的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值�；谏鲜鰡栴},本課題首先通過一種簡(jiǎn)便策略構(gòu)建了一種多功能的新型氧化石墨烯/聚乙烯醇（GO/PVA）Janus氣凝膠,用于高效切換分離不同種類的油水乳液或混合物。Janus GO/PVA氣凝膠（J-CGPA）通過以下簡(jiǎn)單兩步法制備:（1）GO/PVA混合液直接冷凍組裝,然后進(jìn)行冷凍干燥和熱退火處理,以獲得一個(gè)穩(wěn)健的RGO/PVA氣凝膠;（2）對(duì)上述氣凝膠進(jìn)行單側(cè)多巴胺（DA）親水改性。研究結(jié)果表明,PVA輔助增強(qiáng)GO組裝成氣凝膠的同... 

【文章來源】：青島科技大學(xué)山東省

【文章頁數(shù)】：98 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

JanusMOF粒子的制備示意圖[34]

新型超浸潤(rùn)性石墨烯基氣凝膠的制備及其功能集成水處理應(yīng)用6表現(xiàn)為超疏水性(WCA=165°)，而采用氧等離子體處理的一側(cè)表現(xiàn)為超親水性(WCA=0°)。圖1-1JanusMOF粒子的制備示意圖[34]Fig.1-1SchematicofthepreparationofJanusMOFparticles[34]圖1-2JanusGO海綿的制備示意圖[36]Fig.1-2SchematicofthepreparationofJanusgrapheneoxidesponges[36]1.2.2.2非對(duì)稱分區(qū)制備除了非對(duì)稱表面改性方法，即僅對(duì)各向同性材料表面的一部分進(jìn)行修飾外，人們還嘗試合成具有兩個(gè)或兩個(gè)以上分區(qū)的材料。這些材料的表面性質(zhì)和內(nèi)部結(jié)構(gòu)往往都是不對(duì)稱的。根據(jù)合成技術(shù)的不同，可以得到不同部分的廣泛組合，從而擴(kuò)大了這些材料的應(yīng)用。近年來，國(guó)內(nèi)外已發(fā)展了多種非對(duì)稱分區(qū)制造的方法用于合成多相JPs或JMs。微流控法是制備含有兩到三相組分的JPs常用的方法，可以簡(jiǎn)要概括為兩種不同的液體并排被迫從微流管中流出形成包含兩個(gè)不同部分的Janus液滴,通過

青島科技大學(xué)研究生學(xué)位論文7紫外線照射交聯(lián)或熱引發(fā)聚合合成JPs的方法。例如，Takizawa等人[37]采用微流體通道用于生產(chǎn)JPs。如下圖所示，流體通道由在平板玻璃芯片上干法刻蝕制成的兩個(gè)連續(xù)圖案組成：Y形通道用于形成兩相有機(jī)流以及平面鞘流幾何結(jié)構(gòu)，其中有機(jī)流進(jìn)入共流的含水流，從而產(chǎn)生兩相的液滴。Y型的共流系統(tǒng)由兩個(gè)單體流和鞘狀流形成一個(gè)頸部，以致于使有機(jī)流穿過共流的水狀流，排出Janus液滴。另一種比較普遍的制備JPs的方法是直接批量合成法，特別是對(duì)于形貌比較復(fù)雜的JPs。具體來講，具有兩個(gè)不同部分的JPs可以通過選擇性成核在本體溶液中合成Janus膠束或聚合物自組裝成異質(zhì)二聚體等小分子，然后進(jìn)一步生長(zhǎng)或聚合形成JPs。Chen等人[38]合成了Au-SiO2異質(zhì)二聚體，SiO2在部分金納米球上作為成核位點(diǎn)選擇性生長(zhǎng)。其工作原理如下：兩個(gè)不相容的配體在丙醇水溶液中的競(jìng)爭(zhēng)性配位導(dǎo)致了金納米晶表面的不對(duì)稱功能化，這是由于不同配體的分離造成的。由于親水性配體抑制了SiO2成核，所以后續(xù)的SiO2生長(zhǎng)只發(fā)生在疏水性配體包覆的金球表面，從而形成具有不對(duì)稱結(jié)構(gòu)的JPs。圖1-3平面微流體幾何結(jié)構(gòu)中Janus液滴的形成示意圖[37]Fig.1-3SchematicdiagramofJanusdropletsformationinaplanarmicrofluidicgeometry[37]圖1-4JanusCNTs@PANEN膜的制備流程圖[39]Fig.1-4FlowchartofJanusCNTs@PANENmembranepreparation[39]常用抽濾、靜電紡絲等非對(duì)稱分區(qū)制造的方法制備JMs，其中抽濾是最常用的方法，即在一個(gè)現(xiàn)成膜的表面通過真空抽濾等方法復(fù)合不同組分的另一層膜，

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]Janus膜的制備及其應(yīng)用研究進(jìn)展[J]. 任寶娜,皮浩弘,谷英姝,王銳,張秀芹,吳晶.  材料工程. 2020(07)
[2]Janus復(fù)合材料調(diào)控界面[J]. 梁福鑫,楊振忠.  高分子學(xué)報(bào). 2017(06)

碩士論文
[1]冰模板法制備長(zhǎng)程有序多孔材料[D]. 楊苗.浙江大學(xué) 2017



本文編號(hào)：3537311