發(fā)布時間：2017-03-23 21:04

  本文關鍵詞：超浸潤多孔金屬材料油水分離特性及耐久性研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展,石油工業(yè)、制造業(yè)、餐飲行業(yè)等所產(chǎn)生的含油污水越來越多,尤其是含有多種表面活性劑的乳化油穩(wěn)定性非常強,如果不及時處理將會對生態(tài)環(huán)境和人類健康造成巨大危害,如何經(jīng)濟高效的進行油水分離已成為一個亟待解決的問題。超浸潤性表面由于對油和水具有不同的潤濕性,從而能夠有效分離油水混合物,多孔材料的孔徑大小及其表面微納米結構穩(wěn)定性對分離不同性質的含油污水及分離的持久性具有重要影響,因此,開展多孔金屬材料表面改性、孔徑調(diào)控和耐久性研究,對實現(xiàn)高效油水分離具有重要意義。在已有的研究基礎上,本文重點開展了以下研究：以孔徑為450μm的泡沫銅為基底,采用陽極氧化、一步法生長ZnO納米椎、兩步法生長ZnO納米棒、電沉積預粗糙化后生長ZnO納米棒等四種工藝構建了不同的表面形貌,經(jīng)氟化獲得良好的超浸潤性及油水分離性能。研究了結構形貌對耐久性的作用規(guī)律,并深入分析影響結構穩(wěn)定性的因素。實驗發(fā)現(xiàn),Cu(OH)2納米線結構細長,易傾倒折斷：ZnO納米椎結構與基底結合不牢,受液體或顆粒物的沖刷,易被損傷,甚至脫落;ZnO納米棒陣列規(guī)整,與基底結合面積大,穩(wěn)定性好；然而,與平滑的基底相比,粗糙化后增大了膜基結合力,連續(xù)油水分離30次,表面仍保持超疏水性,分離效率在99.81%以上。在磁力攪拌和雙陽極條件下,成功地對泡沫銅的微孔結構參數(shù)進行了調(diào)控。研究表明,隨著電沉積時間的延長和電流密度的增大,沉積的銅顆粒越來越多,沉積層逐漸變厚,從而達到增粗骨架、縮小孔徑的目的。通過以上技術實現(xiàn)了泡沫銅孔徑在50-450μm之間有效調(diào)控,在其表面構建粗糙結構并氟化,獲得99.8%的油水分離效率。以孔徑為5μm的不銹鋼纖維氈為基底,預刻蝕粗糙化后生長ZnO結構,氟化后獲得超疏水超親油性,對層狀油水混合物的分離效率可達99.9%,并可有效分離穩(wěn)定的油包水乳液,分離后乳液中水滴粒徑均在0.1μm以下。然而其對水包油乳液僅有部分分離效果,因此探索了利用PVA-SiO2與不銹鋼纖維氈的復合技術,進一步縮小纖維氈的孔徑至1μm左右,借助于PVA的親水性,有望分離水包油乳液。通過以上研究發(fā)現(xiàn),基底表面粗糙度、納米結構生長狀態(tài)、整體的比表面積是影響結構穩(wěn)定性及油水分離耐久性的關鍵因素。過濾材料的孔徑大小、表面潤濕狀態(tài)是能否分離乳化油的主要因素。
【關鍵詞】：超浸潤性 油水分離 孔徑調(diào)控 乳化油 耐久性
【學位授予單位】：東南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TG146.11;TB383.4
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第一章 緒論9-25
• 1.1 引言9-10
• 1.2 油水分離技術的研究背景及現(xiàn)狀10-13
• 1.2.1 含油污水的來源及危害10
• 1.2.2 含油污水的特點及處理方法10-12
• 1.2.3 現(xiàn)有油水分離技術的局限性12-13
• 1.3 超浸潤多孔材料在油水分離中的應用13-24
• 1.3.1 超浸潤多孔材料的分離原理13-15
• 1.3.2 超浸潤多孔材料的研究進展15-21
• 1.3.3 超浸潤多孔材料耐久性研究21-22
• 1.3.4 油水乳化液的分離現(xiàn)狀22-23
• 1.3.5 目前存在的問題及發(fā)展趨勢23-24
• 1.4 本論文的研究目的及內(nèi)容24-25
• 1.4.1 研究目的24
• 1.4.2 研究內(nèi)容24-25
• 第二章 試驗材料與方法25-39
• 2.1 工藝路線25-26
• 2.2 試驗材料與儀器26-28
• 2.2.1 試驗材料26-27
• 2.2.2 試驗儀器27-28
• 2.3 超浸潤多孔金屬材料改性技術28-32
• 2.3.1 超浸潤泡沫銅制備工藝28-29
• 2.3.2 超浸潤泡沫銅孔徑調(diào)控技術29-31
• 2.3.3 超浸潤金屬纖維氈改性技術31-32
• 2.4 超浸潤多孔金屬材料耐久性研究32-33
• 2.4.1 機械耐久性測試32-33
• 2.4.2 連續(xù)油水分離耐久性33
• 2.5 乳化液的制備及穩(wěn)定性研究33-36
• 2.5.1 水包油型乳化液33-35
• 2.5.2 油包水型乳化液35-36
• 2.6 超浸潤多孔金屬材料性能表征36-39
• 2.6.1 形貌表征與成分分析36
• 2.6.2 表面潤濕性測試36
• 2.6.3 尺寸參數(shù)表征36-37
• 2.6.4 油水分離性能37-39
• 第三章 超浸潤泡沫銅構建技術及耐久性研究39-53
• 3.1 不同工藝制備的結構形貌及潤濕性39-40
• 3.1.1 結構形貌39-40
• 3.1.2 潤濕性40
• 3.2 油水分離特性40-43
• 3.3 超浸潤泡沫銅耐久性研究43-48
• 3.3.1 超聲破壞試驗43-44
• 3.3.2 水沖擊試驗44-46
• 3.3.3 砂洗試驗46-48
• 3.4 納米結構穩(wěn)定性分析48-51
• 3.4.1 外力破壞對納米結構影響48-49
• 3.4.2 連續(xù)油水分離對納米結構影響49-51
• 3.5 本章小結51-53
• 第四章 泡沫銅孔徑電沉積調(diào)控技術及其油水分離特性53-67
• 4.1 電流密度對微孔結構參數(shù)的影響53-55
• 4.2 電沉積時間對微孔結構參數(shù)的影響55-58
• 4.2.1 低電流密度55-56
• 4.2.2 高電流密度56-58
• 4.3 電沉積結構調(diào)控機理58-59
• 4.4 電沉積泡沫銅油水分離特性59-65
• 4.4.1 化學法構建ZnO納米椎結構60-63
• 4.4.2 層狀油水混合物分離特性63-65
• 4.5 本章小結65-67
• 第五章 超浸潤金屬纖維氈改性技術及油水分離特性67-91
• 5.1 超浸潤金屬纖維氈改性技術67-72
• 5.1.1 預刻蝕粗糙化67-70
• 5.1.2 化學法構建ZnO納米椎結構70-72
• 5.2 改性金屬纖維氈油水分離特性72-86
• 5.2.1 層狀油水混合物72-74
• 5.2.2 含表面活性劑的油包水型乳化液74-79
• 5.2.3 水包油型乳化液79-86
• 5.3 乳化液分離機理探究86-87
• 5.4 超浸潤多孔材料復合技術87-89
• 5.5 本章小結89-91
• 第六章 結論與展望91-93
• 參考文獻93-99
• 致謝99-100
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的學術論文及其成果100

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  本文關鍵詞：超浸潤多孔金屬材料油水分離特性及耐久性研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：264559