泡沫铜表面改性及其油/水分离功能研究

发布时间：2021-02-11 11:36

　　当代社会,石油已逐渐成为人类社会发展必不可少的资源,然而在石油开采时产生的高含水量以及海上原油泄漏事故的频繁发生,将影响人类对于石油的使用。如何降低石油在开采过程中的含水量以及海上原油泄漏事故的处理已逐渐成为一个热门话题,因此,油/水分离的研究具有重要意义。近几年,具有特殊润湿性的多孔过滤材料,利用其对油和水润湿性能的不同以实现油和水的分离,已逐渐成为一种新型、高效的油/水分离方法。本文将从表面润湿性入手,通过对三维多孔材料—泡沫铜的表面进行润湿性能的改性,获得具有特殊润湿性能的泡沫铜,并研究其油/水分离性能。主要工作内容如下:1.利用聚氨酯泡沫为基底,并经过前处理、涂覆导电胶、电镀、基底烧结以及还原热处理等工艺流程后,在聚氨酯基底骨架表面上沉积一层铜,获得了不同孔径和厚度的开孔泡沫铜。2.利用溶液浸泡方法,制备超疏水超亲油泡沫铜。首先经过氢氧化钠和过硫酸钾混合溶液的浸泡,在泡沫铜表面构建一层花瓣状的粗糙结构,再经过十二硫醇的低表面能物质的修饰,来降低表面能,在空气介质中,所制备的超疏水超亲油泡沫铜试样表面对水的接触角为155°,对油的接触角接近0,并且具有很高的油/水分离效率,成功实... 

【文章来源】：南京航空航天大学江苏省 211工程院校

【文章页数】：71 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
注释表
缩略词
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 表面润湿性的理论基础
        1.2.1 表面润湿性简介
        1.2.2 表面润湿性的表征手段
        1.2.3 表面润湿性的理论模型
    1.3 超疏水表面的制备技术
        1.3.1 电镀沉积法
        1.3.2 一步浸泡法
        1.3.3 模板法
        1.3.4 物理气相沉积法
        1.3.5 机械法制备超疏水表面
        1.3.6 溶胶-凝胶法制备超疏水表面
    1.4 特殊润湿性表面在油/水分离方面的研究进展
        1.4.1 超疏水超亲油表面在油/水分离中的应用
        1.4.2 水下超疏油超亲水表面在油/水分离中的应用
        1.4.3 特殊润湿性表面在油/水分离中的应用现状
    1.5 泡沫金属简介
        1.5.1 泡沫金属的性能特征
        1.5.2 泡沫金属的应用
        1.5.3 泡沫金属的制备
    1.6 本课题研究的主要内容
第二章 多孔泡沫铜过滤材料的制备
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 实验试剂
        2.2.2 主要实验设备
        2.2.3 实验原理及方法
    2.3 本章小结
第三章 超疏水超亲油泡沫铜的制备及其油/水分离性能
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 实验试剂
        3.2.2 主要仪器设备
        3.2.3 实验过程
        3.2.4 试样的表征
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 超疏水超亲油泡沫铜表面的微观形貌分析
        3.3.2 超疏水超亲油泡沫铜表面的成分分析
        3.3.3 表面润湿性分析
        3.3.4 油/水分离性能分析
    3.4 本章小结
第四章 超疏水超亲油泡沫铜实现油/水分离的原理
    4.1 引言
    4.2 实验内容
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 试样表面的吸油性能测试
        4.3.2 试样表面的润湿性能变化
        4.3.3 超疏水超亲油泡沫铜试样在油下对水的润湿性能
        4.3.4 超疏水超亲油泡沫铜油/水分离的原理分析
        4.3.5 抗水流冲击和水压性能测试
    4.4 本章小结
第五章 水下超疏油超亲水泡沫铜的制备及其油/水分离性能
    5.1 引言
    5.2 实验内容
        5.2.1 实验试剂
        5.2.2 主要仪器设备
        5.2.3 实验过程
        5.2.4 试样的表征
        5.2.5 水下超疏油超亲水泡沫铜试样的油/水分离性能测试
    5.3 结果与讨论
        5.3.1 水下超疏油超亲水泡沫铜试样的形貌分析
        5.3.2 水下超疏油超亲水泡沫铜试样的成分分析
        5.3.3 水下超疏油超亲水泡沫铜试样的润湿性分析
        5.3.4 水下超疏油超亲水泡沫铜试样在水下对油的润湿性能
        5.3.5 水下超疏油超亲水泡沫铜试样的油/水分离性能测试
        5.3.6 水下超疏油超亲水泡沫铜试样的抗油压性能测试
    5.4 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
致谢
在学期间的研究成果及发表的学术论文


【参考文献】：
期刊论文
[1]泡沫金属吸液芯热管的传热性能[J]. 郑丽,李菊香,朱珉.  化工学报. 2012(12)
[2]单相流体通过多孔金属换热器换热性能的理论分析[J]. 程文龙,韩丰云,韦文静.  化工学报. 2011(10)
[3]从自然到仿生的超疏水纳米界面材料[J]. 江雷.  科技导报. 2005(02)
[4]新型功能材料泡沫铝的研究进展[J]. 赵万祥,赵乃勤,郭新权.  金属热处理. 2004(06)
[5]泡沫金属制备技术研究进展[J]. 左孝青,孙加林.  材料科学与工程学报. 2004(03)
[6]通孔泡沫材料与分形理论[J]. 张金娅,左孝青,史庆南,孙加林,刘荣佩.  昆明理工大学学报(理工版). 2002(04)
[7]压缩率和密度对泡沫铝吸声性能的影响[J]. 王月.  机械工程材料. 2002(03)
[8]多孔金属材料制备方法[J]. 刘培生,黄林国.  功能材料. 2002(01)
[9]泡沫金属的研究及其应用进展[J]. 赵增典,张勇,李杰.  轻合金加工技术. 1998(11)
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硕士论文
[1]泡沫型电磁屏蔽复合材料的制备及性能研究[D]. 赵慧慧.南京航空航天大学 2014
[2]泡沫铜的制备及泡沫铜增强复合材料摩擦学性能的研究[D]. 许银松.南京航空航天大学 2014
[3]超疏水涂层的结构控制与性能研究[D]. 胡优.华南理工大学 2011
[4]输电线路防覆冰用超疏水自清洁涂料的制备[D]. 杨斌.重庆大学 2011
[5]超疏水纤维素纳米材料的制备和性质研究[D]. 李素静.浙江大学 2010



本文编号：3029046