超浸润材料的制备及其在油水分离中的应用

来源 :华南理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:panfeng123456
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
润湿性是材料非常重要的表面性质,主要由材料的结构和化学成分共同决定,对材料的应用产生很大的影响。受自然界中荷叶、玫瑰花、鱼皮肤等具有特殊功能的特殊浸润性表面的启发,人们人工合成了具有特殊功能的表面,并将其应用于自清洁、油水分离等领域。特殊浸润材料的制备过程较为复杂且原材料较为昂贵,这限制了它们的工业化大规模生产。本论文主要以大自然界中存在的多孔结构废弃物为原材料,通过喷涂和直接使用的简单方法制备不同的超浸润材料。重点探究超浸润材料的稳定性以及在自清洁和油水分离中的潜在应用价值。本论文的研究工作如下:(1)通过水热法制备具有可见光下催化降解有机物功能的C3N4/Bi2O2CO3/CuO(CN/BOC/CuO)复合物,经过聚二甲基硅氧烷(Polydimethylsiloxane,PDMS)疏水改性,最后沉积到不同的基底上制备具有可见光修复性能的稳定超疏水涂层。CN/BOC/CuO涂层在酸碱盐的腐蚀溶液浸泡之后仍然保持超疏水性能。在经过难以挥发的花生油污染之后,CN/BOC/CuO涂层失去超疏水性能。CN/BOC异质结催化剂能够在可见光范围内降解粘附在涂层表面的油或有机溶剂污染物,在经过可见光4 h的照射后涂层恢复受损的超疏水性。CuO的存在增加了涂层表面的粗糙度,提高了表面的疏水性能,使其表现出自清洁的效果。(2)用PDMS对多孔固体废弃物粉煤灰进行表面改性,通过简单的喷涂法将粉煤灰喷涂到不同的基底上制备粉煤灰涂层。粉煤灰自身具有粗糙结构,结合低表面能物质PDMS的修饰,制得的涂层不仅能在空气中超疏水,也能实现油下超疏水。PDMS不仅作为低表面能修饰剂,同时也作为粘结剂增强粉末与基底之间的结合力。结合碗状的油水分离装置,粉煤灰涂层可按需分离分层油水混合物。此外,粉煤灰涂层也具有优异的化学稳定性,可分别高效地分离酸碱盐溶液和油的混合物。(3)通过简单地浸泡、清洗、干燥、筛分和堆积过程制备层状堆积的蜂窝煤渣(Waste Honeycomb Cinder,WHC)。WHC层具有优异的油下超亲水性,可从表面活性剂稳定的染色乳液中去除染料和微小的水滴,其中乳液中水的体积分数为1%。WHC分离乳液时表现出卓越的分离效率和高的通量,并且具有高效吸附水、油和乳液中各种染料的性能。有趣的是,即使乳液中表面活性剂的浓度高达2.4 mg/m L,通过动态光散射(Dynamic Light Scattering,DLS)也无法检测到滤液中的微小水滴。此外,WHC分离乳化液10个循环后仍保持优异的分离性能。将WHC浸入腐蚀性液体后,分离效率反而提高,这表明WHC具有出色的化学耐久性。
其他文献
广东省阳江市的不锈钢冶炼企业采用的RKEF法镍铁不锈钢一体化冶炼工艺过程中会产生不同的镍渣,镍渣的堆积给当地造成了巨大的环境压力。其中产量最大的为矿热炉镍铁渣,初步研究表明其具有制备为机制砂的潜质。结合广东省建筑用砂的短缺的现状,本文对矿热炉镍铁渣制备机制砂展开研究,为了提升利用效率与经济效益,将矿热炉镍铁渣制备为混凝土与陶瓷砖胶粘剂两种不同用途的机制砂。首先,本文研究了矿热炉镍铁渣的化学成分与矿
生物特征识别技术近年成为备受关注的研究领域,其中指部的生物特征,如指纹、指静脉等由于其独特的便捷性、安全性而被人们所重视。然而传统的二维指部识别方法一般是通过单目相机拍摄出二维手指图像进行识别,这会导致两个问题:第一,能用于识别的信息量有限;第二,识别效果易受手指姿态、位置和环境等因素影响。三维手指识别技术则通过多视角相机系统获取手指不同视角图片,并利用三维重建恢复手指三维信息,从而既采集了手指上
国有企业是我国市场经济的重要组成部分,改革开放后国内经济迅猛发展,发展的过程中也萌生许多问题,例如,企业主业不突出、核心竞争力不足等。近年来,围绕国有企业改革出台了很多新政策,例如国有企业混合所有制改革,供给侧改革等。在这个改革的浪潮中,聚焦主业也不失为一种方法。此外,许多企业盲目多元化,陷入困境,需回归主业,改善盈利。再者,以前是卖方市场,多元化经营能提供更多产品和服务,从多方面给企业带来利润。
随着移动互联网和智能终端设备的高速发展,移动游戏市场规模和游戏用户持续增长,移动游戏成为人们休闲、娱乐的重要方式之一。许多游戏厂商开发设计出各式各样的游戏产品供玩家体验,因移动游戏玩家流失成本很低,如何让玩家在初次体验游戏后保留下来,是游戏设计的关键。游戏新手引导设计是玩家进入一款新游戏后最先接触到的系统,很大程度会影响玩家是留存还是流失。不同类型的游戏在游戏玩法和游戏操作上有较大的差异,而游戏新
由于无人艇(Unmanned Surface Vehicle,USV)具有机动性好,成本低和能在极端环境作业等特点,因而无人艇已在石油勘探、故障检测、定点巡航以及海洋救援等海洋工程领域得到了广泛的应用。轨迹跟踪控制在执行这些海洋作业任务时起着重要的作用,是无人艇从事海洋活动的过程中一项关键的工程技术。无人艇航行在复杂恶劣的海洋环境中,经常会受到海风、波浪、海洋流等外界随机干扰的影响。如果在设计无人
随着我国城市建设由“增量建设”向“存量改造”改变,历史街区的保护与更新问题越发受到人们的关注。现有研究多强调历史街区物质环境的保护,对街区社会结构与公共生活的关注相对较少。面临发展停滞和功能衰退的困境,生活性历史街区如何实现活力的再生,实现与城市的同步发展,是本文主研究的主要问题。首先,本文在对历史街区保护与更新相关理论实践梳理的基础上,总结其发展的脉络、特点、趋势;在对活力与再生相关理论实践整理
时序行为检测是海量视频信号内容分析的关键技术,它往往需要大量带有行为起止时间和行为类别标注的视频样本来训练,而获得这些标注数据的代价极高。为减少标注成本,弱监督时序行为检测(WTAD)只利用粗粒度的视频行为类别标签进行训练,并推断未剪辑视频信号内部每个行为片段的开始时间、结束时间及行为类别。其中主要的挑战有:行为边界标注的缺失增加了准确检测每个行为片段的难度;主流的弱监督时序行为检测算法大都基于“
化工行业中,低温甲醇洗是比较常见的酸性气体净化单元,其操作不但影响着能耗,也影响到后续产品的质量以及大气环境问题。但由于其机理复杂、变量众多且需要消耗大量的公用工程。因此,如何在不改变流程和设备的条件下,契合可调节参数,使该单元始终处于理想运行状态,降低能耗及生产成本,一直是工业界与学术界研究的热点问题。为此本文针对低温甲醇洗工艺的特点,分别采用数据分析与流程模拟的手段,对排放气指标与能耗进行建模
镉作为最具毒性和不可生物降解性的重金属已经导致多起公共危害事件。本文从池塘浅层底泥中筛选出一株Alcaligenes faecalis(粪产碱杆菌)K2,将其在Cd2+胁迫下合成并分泌的含有有机氮化合物和镉盐矿物的混合物命名为分泌型有机生物矿物(Secretory organic biominerals,SOBs)。采用了细胞亚分级结构镉分布分析、微观形貌和结构表征、蛋白组学、生物膜反应器等方法,
近年来,随着互联网技术和智慧医疗的发展,用户获得医疗信息的方式也随之改变,开始通过互联网获取医疗信息。由于医疗领域与网络上积累了大量的多模态医学信息数据,因而出现了信息过载问题,用户难以快速获得相关的医疗信息。推荐系统是目前解决信息过载问题的常用方案。医疗推荐系统能将这些数据提炼和应用,精准地为患者用户推荐医疗信息,从而优化医疗资源配置。本文以心血管疾病的医学数据为基础,结合临床文本模态数据与图像