隨著社會的不斷發(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造成嚴(yán)重的環(huán)境污染。且原油開采量的增大,海上石油泄漏事故頻繁發(fā)生會破壞海洋環(huán)境及能源浪費。受自然界的啟發(fā),具有特殊潤濕性的生物表面成為用于油水處理的研究熱點,制備的特殊潤濕性界面材料,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)的智能潤濕性表面。通過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。通過設(shè)計不同工藝參數(shù),系統(tǒng)分析了電沉積時間、電壓和電解液參數(shù)對所制備樣品表面的微觀形貌及潤濕性的影響。直流電壓2V,通電時間為105min,電解液濃度為0.6mMAgNO₃、1.6mMSDS、0.6mMKNO₃時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°,滾動角為6°,且表面具有自清潔性。利用其超疏水超親油特性... 

【文章來源】：吉林大學(xué)吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：82 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

具有超潤濕性和相應(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)潤濕性差異,用于油水混合物分離的超潤濕材料一般可分為三種類型：“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)換潤濕性材料[44-46]。隨著技術(shù)的發(fā)展和人們對材料的更高要求，具有可切換潤濕行為的智能分離材料因其工藝簡單、分離效率高、能耗低等優(yōu)點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/超親油表面的潤濕性可使油相更加容易擴散，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)。他們首先在食人魚溶液中對不銹鋼網(wǎng)進行羥基化處理，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時間暴露在大氣中都具有良好的穩(wěn)定性。并且設(shè)計了一種微型油水分離裝置，可簡單、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】：
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. 2019(12)



本文編號：3495367