超轻三维多孔材料的设计制备及油水分离性能研究

发布时间：2021-12-27 22:07

　　自然界中的生物经过长期的进化,发展出优异的性能和先进的结构,通过研究和模仿自然界生物的组成和结构,可以设计出先进材料,满足生活和工业中对高性能、特殊功能材料的需求。本论文通过仿生的方法,设计了一系列高性能的材料,材料可以用于油水分离。通过聚氨酯海绵表面接枝聚丙烯酸盐,在氩气保护下进行高温热解制备出超轻磁性泡沫,泡沫具有仿鸟骨的中空微管结构,由中空微管相互连接形成多孔结构,这种结构使泡沫具有超低的密度,最低达3.3mg·cm-3,泡沫的密度可以通过改变泡沫制备过程中丙烯酸的浓度和硝酸盐的浓度来调节。泡沫的组分可以使用不同的硝酸盐来调节,通过使用硝酸铁,硝酸钴,硝酸镍,可以制备出Fe2O3/C,Co/C,Ni/C泡沫。在此基础上,可以通过纳米粒子的静电组装,制备出微观形貌和组成可控的超轻三维泡沫。泡沫具有由仿鸟骨的中空微管相互连接而成的多孔结构,泡沫密度在5⁹mg·cm-3之间。将超轻磁性泡沫用甲基三氯硅烷处理后,泡沫具有了仿荷叶和水黾腿的超疏水性和超亲油性,可以用于油水分离,能够选择性吸收油水混合物中的油,吸油效率高达60¹03g·g-1,油水... 

【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：135 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

接触角示意图

图 1-2 接触角示意图Fig. 1-2 Scheme of contact angle当中并不存在完全清洁光滑的固体表面，粗糙表面，为了解释这一现象，Wenzel 建立了模型，假设液糙结构的并充满粗糙表面间隙和凹槽（图 1-3a），则理想清洁光滑固体表面要大，受此影响材料的浸润nzel 方程引入粗糙度对 Young 氏方程进行修正：cos = cos 在理想光滑固体表面的接触角。体在粗糙固体表面接触角。度，是液滴实际接触面积与投影面积的比值，r≥1。(a) (b)

第 1 章 绪 论烯形成的微纳米多级结构和聚四氟乙烯的低表面能的共同作用下，不有了超疏水性和超亲油性，其与水的接触角为 156.2±2.8o，与油的接触3o，覆盖聚四氟乙烯的不锈钢网的超疏水性和超亲油性使其具有了油力，如图 1-4 所示，水滴能够停留在不锈钢网表面，柴油油滴则从不下，这样可以分离油水混合物。

【参考文献】：
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本文编号：3552823