仿生極端潤(rùn)濕性功能表面在自清潔抗污耐腐蝕、油水分離材料界面凈化水體、非均勻潤(rùn)濕性圖案化表面水收集等場(chǎng)合具有重要的應(yīng)用前景。但其現(xiàn)有加工方法仍存在制備過(guò)程較復(fù)雜、效率較低、環(huán)境友好性不足、適用性較差等問(wèn)題。論文提出一種基于激光微加工的高效、綠色制備方法,通過(guò)調(diào)控表面微觀形貌與化學(xué)組成成分,在金屬鋁基體與玻璃基體上制備出極端潤(rùn)濕性表面,并開展了油水分離與水收集試驗(yàn)研究。主要內(nèi)容包括:利用激光加工機(jī),高效制備出具有微米級(jí)粗糙結(jié)構(gòu)的油水分離網(wǎng);結(jié)合低表面能溶液修飾和大氣壓冷等離子體改性,在金屬鋁箔基體上加工出超疏水-超親油表面與超親水-水下超疏油表面;該方法無(wú)需復(fù)雜大型設(shè)備、工藝流程高效環(huán)保。對(duì)所制備的極端潤(rùn)濕性鋁網(wǎng)表面分別進(jìn)行潤(rùn)濕性、表面微觀形貌和化學(xué)組成成分的表征;開展重力驅(qū)動(dòng)垂直油水分離試驗(yàn),研究其油水分離性能。以不溶性分層混合物(輕油-水與重油-水)為研究對(duì)象,分別從各種油水混合物的油水分離效率、分離后油中含水情況、超疏水-超親油表面耐水滲透能力與超親水-水下超疏油表面的耐油滲透能力三個(gè)方面進(jìn)行性能分析。結(jié)果表明,該方法加工出的極端潤(rùn)濕性功能表面油水分離效率可達(dá)99%。為提高激光微加工...

【文章頁(yè)數(shù)】：62 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 研究背景和意義
    1.2 極端潤(rùn)濕性功能表面加工方法研究現(xiàn)狀
    1.3 極端潤(rùn)濕性功能表面的應(yīng)用研究現(xiàn)狀
    1.4 目前研究存在的問(wèn)題
    1.5 本文的主要工作
2 潤(rùn)濕性相關(guān)理論
    2.1 表面張力與表面能
    2.2 接觸角和滾動(dòng)角
    2.3 理論模型
        2.3.1 Young模型
        2.3.2 Wenzel模型
        2.3.3 Cassie-Baxter模型
        2.3.4 固-水-油體系模型
        2.3.5 拉普拉斯壓力梯度相關(guān)模型
    2.4 本章小結(jié)
3 激光微加工鋁極端潤(rùn)濕性表面及其油水分離性能研究
    3.1 極端潤(rùn)濕性鋁網(wǎng)的加工及其表征
        3.1.1 材料與裝置
        3.1.2 加工過(guò)程
    3.2 性能表征
        3.2.1 潤(rùn)濕性
        3.2.2 微觀結(jié)構(gòu)及化學(xué)成分
        3.2.3 油水分離性能
    3.3 本章小結(jié)
4 激光微加工玻璃極端潤(rùn)濕性表面及其水收集性能研究
    4.1 極端潤(rùn)濕性玻璃基體的加工及其表征
        4.1.1 材料與裝置
        4.1.2 極端潤(rùn)濕性圖案化表面的制備及工藝分析
        4.1.3 極端潤(rùn)濕性圖案化表面的表征分析
    4.2 水收集試驗(yàn)
        4.2.1 試驗(yàn)裝置
        4.2.2 性能分析
    4.3 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況
致謝



本文編號(hào)：3752625