【摘要】：隨著石油工業(yè)的發(fā)展,含油廢水的排放日益增多,嚴(yán)重影響了人類生產(chǎn)和自然環(huán)境。傳統(tǒng)的油水分離法,如絮凝,浮選,生物過(guò)濾等,但是這些方法存在分離效率低,可回收性差,甚至造成二次污染的不足。超疏水材料是新興起的一種油水分離材料。本文選用銅網(wǎng)為基材,研究了兩種超疏水銅網(wǎng)的制備方法:灼燒法和化學(xué)刻蝕法。灼燒法主要利用銅網(wǎng)在空氣中灼燒生成氧化銅,使得銅網(wǎng)表面粗糙化,再利用低表面能物質(zhì)十六烷酸對(duì)表面進(jìn)行修飾,從而制得超疏水超親油銅網(wǎng)�；瘜W(xué)刻蝕法利用具有強(qiáng)氧化性的硝酸鐵溶液浸泡銅網(wǎng),再利用低表面能物質(zhì)十六烷酸進(jìn)行表面修飾,使其具有超疏水超親油的性能。對(duì)比兩種方法,化學(xué)刻蝕法實(shí)驗(yàn)方法簡(jiǎn)單、更易操作,且得到的銅網(wǎng)疏水性能更好。因此,對(duì)化學(xué)刻蝕法中的浸泡溫度、浸泡濃度以及浸泡時(shí)間對(duì)銅網(wǎng)疏水性能的影響進(jìn)行了系統(tǒng)性的研究,利用正交實(shí)驗(yàn)優(yōu)選出最佳條件,最終得出當(dāng)硝酸鐵濃度為4%,溫度為60℃,浸泡4h時(shí),制備的銅網(wǎng)疏水性能最佳,此時(shí)接觸角為158°以上。對(duì)銅網(wǎng)的耐磨性、耐化學(xué)腐蝕性以及耐溫性能進(jìn)行了評(píng)價(jià),超疏水銅網(wǎng)具有良好的耐酸性能(10%鹽酸)、耐堿性能(10%氫氧化鈉)、耐溫性能(150℃下24h),但是銅網(wǎng)的耐磨性能較差。對(duì)超疏水銅網(wǎng)進(jìn)行油水分離性能評(píng)價(jià),對(duì)不同種類油混合物以及不同油水比混合物,油水分離效果皆可以達(dá)到98%以上。
【學(xué)位授予單位】：東北石油大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：O647.5;O614.121;X74
【圖文】：

上浮油不會(huì)大面積擴(kuò)散，但是分離效率并不理想。1.1.1 生物的超疏水現(xiàn)象在超疏水材料被發(fā)現(xiàn)之前，大自然便存在超疏水的現(xiàn)象，如水滴不能將荷葉表面浸潤(rùn)，蝴蝶的翅膀不能被雨水打濕。超疏水材料的應(yīng)用要?dú)w功于大自然，沒(méi)有這些現(xiàn)象人類永遠(yuǎn)也不會(huì)想到，更不能應(yīng)用于現(xiàn)實(shí)中。接下來(lái)就簡(jiǎn)單介紹一下自然界中的一些超疏水現(xiàn)象。荷葉作為超疏水的典型代表，直至上世紀(jì)末，科學(xué)家經(jīng)過(guò)研究荷葉表面結(jié)構(gòu)，才提出了超疏水的概念，德國(guó)科學(xué)家 Wilhelm Barthlott 發(fā)現(xiàn)荷表面的微觀結(jié)構(gòu)[1-3]，它具有微米級(jí)的乳突結(jié)構(gòu)[4]（如圖 1.1 所示），觀察乳突結(jié)構(gòu)發(fā)現(xiàn)外層被蠟狀物質(zhì)包裹，正是因?yàn)檫@種乳突結(jié)構(gòu)以及蠟狀物質(zhì)的存在，荷葉表面才能表現(xiàn)出超疏水的性能，水滴無(wú)法將其表面潤(rùn)濕。“荷葉效應(yīng)”[5,6]的發(fā)現(xiàn)激發(fā)了科學(xué)家們的興趣，通過(guò)對(duì)荷葉表面潤(rùn)濕性的研究，超疏水的概念慢慢浮現(xiàn)。荷葉表面之所以會(huì)具備超疏水的性能，正是因?yàn)楸砻娴拇植诮Y(jié)構(gòu)夠及表面的一層蠟狀物質(zhì)，當(dāng)有水滴在表面時(shí)各個(gè)小凸起之間會(huì)被空氣充滿，與水接觸的只有小凸起頂部，而且由于蠟狀物質(zhì)的存在，表面能變得很小，因此水滴在荷葉表面依舊能夠保持球狀并且易滾落。

第一章 緒論和荷葉表面極其相似，由一個(gè)個(gè)小的乳突結(jié)構(gòu)密集而成如圖 1.2，乳突的表面也有絲狀的物質(zhì)，由上述荷葉分析原理相同，當(dāng)水在表面聚集時(shí)，表面看起來(lái)時(shí)液固接觸，但是由于乳突的存在，空氣被捕獲在相鄰的如圖中間，形成了氣液固三相。這使得花瓣表面不會(huì)被雨水潤(rùn)濕。

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 楊卓娟;王慶成;高英;門玉琢;楊曉東;;不同溶液對(duì)荷葉潤(rùn)濕性能的影響[J];吉林大學(xué)學(xué)報(bào)(工學(xué)版);2015年06期

2 劉永明;施建宇;鹿芹芹;郭云珠;陳瑞卿;尹大川;;基于楊氏方程的固體表面能計(jì)算研究進(jìn)展[J];材料導(dǎo)報(bào);2013年11期

3 劉卿;劉娜;馮琳;危巖;;仿花瓣表面多功能高分子納米薄膜的制備[J];高等學(xué)校化學(xué)學(xué)報(bào);2013年06期

4 徐鐘凱;黃熙;谷長(zhǎng)棟;;智能電池電解液隔板用超疏水銅網(wǎng)的設(shè)計(jì)與制備[J];材料科學(xué)與工程學(xué)報(bào);2012年05期

5 王明超;楊青林;王春;王景明;江雷;;玫瑰花花瓣微觀結(jié)構(gòu)與水滴黏附性質(zhì)的關(guān)系[J];高等學(xué)�；瘜W(xué)學(xué)報(bào);2011年07期

6 陳云富;尹冠軍;;化學(xué)刻蝕法制備鋁合金基超疏水表面[J];科學(xué)技術(shù)與工程;2010年27期

7 張芹;朱元榮;黃志勇;;化學(xué)/電化學(xué)腐蝕法快速制備超疏水金屬鋁[J];高等學(xué)校化學(xué)學(xué)報(bào);2009年11期

8 崔樹(shù)穩(wěn);朱如曾;閆紅;;關(guān)于線張力對(duì)液滴-固體接觸角的影響問(wèn)題[J];應(yīng)用基礎(chǔ)與工程科學(xué)學(xué)報(bào);2009年04期

9 孫海燕;;吸附法在處理重金屬?gòu)U水中的研究進(jìn)展[J];科技信息;2009年14期

10 鄭文芝;陳礪;王紅林;陳姚;;疏水性二氧化硅氣凝膠的合成及表征[J];硅酸鹽通報(bào);2008年06期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

1 劉永明;重力影響材料表面潤(rùn)濕性研究[D];西北工業(yè)大學(xué);2017年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前1條

1 郭瑞;纖維素織物功能化及其表面特殊潤(rùn)濕性研究[D];湖南大學(xué);2014年

本文編號(hào)：2738724